Différences

Ci-dessous, les différences entre deux révisions de la page.

--- ssi_elec_regulation_asservissement [2025/11/29 14:15] – mistert2
+++ ssi_elec_regulation_asservissement [2025/12/09 13:54] (Version actuelle) – mistert2
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 {{https://mistert.freeboxos.fr/cours/_/_herbin/TSI-2022/régulation - asservissement/TSSI cours  asservissement.pdf}}
+==== MODELES MATLAB  A SAUVEGARDER ====
+{{https://mistert.freeboxos.fr/cours/_/_herbin/TSI-2022/régulation - asservissement/regulationPID_2022a.slx}}
+{{https://mistert.freeboxos.fr/cours/_/_herbin/TSI-2022/régulation - asservissement/filtreNumerique_2022a.slx}}
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@@ Ligne 33: / Ligne 40: @@
 Manipulations :
-* Envoyer une commande PWM fixe (ex : 50 %, puis 80 %)
+  * Choisir le mode boucle ouverte
-* Observer la vitesse indiquée par le programme
+  * Choisir une consigne en <mt>tr/min</mt>
-* Bloquer légèrement l’axe du moteur avec le doigt
+  * Observer la vitesse indiquée par le programme
+  * Bloquer légèrement l’axe du moteur avec le doigt
 Observations attendues :
-* La vitesse chute immédiatement lorsque l’axe est freiné
+  * La vitesse chute immédiatement lorsque l’axe est freiné
-* Le moteur ne corrige pas cette chute : c’est normal en boucle ouverte
+  * Le moteur ne corrige pas cette chute : c’est normal en boucle ouverte
-* La vitesse dépend de la charge, des frottements et de la tension
+  * La vitesse dépend de la charge, des frottements et de la tension
 Conclusion :
@@ Ligne 52: / Ligne 60: @@
 Manipulations :
-* Activer le correcteur proportionnel : <mt>u = K_p \cdot e</mt>
+  * Activer le correcteur proportionnel : <mt>u = K_p \cdot e</mt>
-* Fixer une consigne (ex : 1500 tr/min)
+  * Fixer une consigne (ex : 1500 tr/min)
-* Le programme convertit automatiquement en ticks/s
+  * Le programme convertit automatiquement en ticks/s
-* Freiner légèrement le moteur avec le doigt
+  * Freiner légèrement le moteur avec le doigt
-* Augmenter progressivement K_p : 0.2 → 0.5 → 1.0 → 2.0
+  * Augmenter progressivement K_p : 0.2 → 0.5 → 1.0 → 2.0
 Observations attendues :
-* Le moteur augmente la PWM pour compenser la perturbation
+  * Le moteur augmente la PWM pour compenser la perturbation
-* La vitesse remonte partiellement
+  * La vitesse remonte partiellement
-* Il reste un écart statique : <mt>\text{vitesse réelle} < \text{consigne}</mt>
+  * Il reste un écart statique : <mt>\text{vitesse réelle} < \text{consigne}</mt>
-* Si K_p devient trop grand : oscillations, vibrations, instabilité
+  * Si K_p devient trop grand : oscillations, vibrations, instabilité
-Conclusion :
+Conclusion : Le correcteur P réduit l’erreur, mais ne la supprime pas
-Le correcteur P réduit l’erreur, mais ne la supprime pas
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@@ Ligne 74: / Ligne 81: @@
 Manipulations :
-* Ajouter le terme intégral : <mt>u = K_p e ;+; K_I \int e(t)\,dt</mt>
+  * Ajouter le terme intégral : <mt>u = K_p e + K_I \int e(t)\,dt</mt>
-* Débuter avec K_I = 0.05, puis 0.1 max
+  * Débuter avec <mt>K_I</mt> = 0.05, puis 0.1 max
-* Freiner l’axe puis relâcher
+  * Freiner l’axe puis relâcher
 Observations attendues :
-* L’erreur statique disparaît
+  * L’erreur statique disparaît
-* La vitesse atteint précisément la consigne
+  * La vitesse atteint précisément la consigne
-* Si K_I trop fort : dépassement, oscillations lentes, instabilité
+  * Si <mt>K_I</mt> trop fort : dépassement, oscillations lentes, instabilité
-Conclusion :
+Conclusion : Le correcteur I supprime l’erreur statique, mais ne doit jamais être trop fort
-Le correcteur I supprime l’erreur statique, mais ne doit jamais être trop fort
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@@ Ligne 93: / Ligne 99: @@
 Manipulations :
-* Ajouter le terme dérivé : <mt>u = K_p e ;+; K_I \int e\,dt ;+; K_D \frac{de}{dt}</mt>
+  * Ajouter le terme dérivé : <mt>u = K_p e + K_I \int e\,dt + K_D \frac{de}{dt}</mt>
-* Tester avec K_D = 0.01, puis 0.05
+  * Tester avec <mt>K_D</mt> = 0.01, puis 0.05
-* Freiner l’axe pour observer la réaction
+  * Freiner l’axe pour observer la réaction
 Observations attendues :
-* Le système est mieux amorti
+  * Le système est mieux amorti
-* Le dépassement diminue
+  * Le dépassement diminue
-* La stabilité augmente
+  * La stabilité augmente
-Attention :
+Attention : Si <mt>K_D</mt> trop élevé → bruit, vibrations, instabilité
-Si K_D trop élevé → bruit, vibrations, instabilité
-Conclusion :
+Conclusion : Le terme D stabilise le système, mais n’améliore pas la précision
-Le terme D stabilise le système, mais n’améliore pas la précision
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@@ Ligne 122: / Ligne 126: @@
 ==== Code Arduino du TP (consigne en tr/min, PID en ticks/s) ====
-<code>
+<code C++>
-// === TP : PID régulation vitesse moteur CC ===
+/*
-// Consigne entrée en tours/minute (tr/min)
+   ======================================
-// Le programme convertit en ticks/s pour le PID
+      TP REGULATION : MODE BO / MODE PID
-// Mesure du codeur sur interruption
+   ======================================
-// --- Paramètres codeur ---
+   MODE BO :
-const int TICKS_PAR_TOUR = 20;   // à adapter selon votre codeur
+     - PWM = conversion(consigne_tr/min)
+     - codeur mesure mais NE corrige PAS
+     - aucune régulation
+   MODE PID :
+     - consigne tr/min convertie en ticks/s
+     - codeur mesure vitesse
+     - PID corrige PWM
+*/
+const int TICKS_PAR_TOUR = 90;  // à ajuster selon le codeur
 // --- Pont en H ---
@@ Ligne 135: / Ligne 149: @@
 const int M_AR = 6;   // PWM reverse
-// --- Codeur incrémental ---
+// --- Codeur ---
-const int canalA = 2;   // interruption 0
+const int canalA = 2;
 const int canalB = 11;
-volatile long ticks = 0;  // compteur modifié par ISR
+volatile long ticks = 0;
-// === PID ===
+// --- PID ---
-float consigne = 0;        // consigne en ticks/s
 float kp = 0.8;
 float ki = 0.1;
@@ Ligne 150: / Ligne 163: @@
 float integral = 0;
-// === Période mesure ===
+float consigne_rpm = 0;      // consigne entrée par Serial (tr/min)
+float consigne_ticks_s = 0;  // consigne convertie pour le PID
+// --- Modes ---
+enum Mode { BO, PID_MODE };
+Mode mode = BO;
+// --- Mesure ---
 unsigned long lastMeasure = 0;
-const unsigned long period = 100;  // 100 ms
+const unsigned long period = 100; // 100 ms
+// ============ INTERRUPTIONS CODEUR ============
+void ISR_codeur() {
+  if (digitalRead(canalB))
+    ticks++;
+  else
+    ticks--;
+}
+// ============ CONVERSION tr/min -> PWM (BO) ============
+int rpmToPWM(float rpm) {
+  // Ajuste selon ton moteur
+  // Ex : 0–150 tr/min -> 0–255 PWM
+  if (rpm < 0) rpm = 0;
+  if (rpm > 150) rpm = 150;
+  return map(rpm, 0, 150, 0, 255);
+}
-// === Conversion tr/min -> ticks/s ===
+// ============ CONVERSION tr/min -> ticks/s (PID) ============
-float trMinToTicksSec(float rpm) {
+float rpmToTicksSec(float rpm) {
   return (rpm * TICKS_PAR_TOUR) / 60.0;
 }
-// === Prototypes ===
-void ISR_codeur();
+// ============ COMMANDE MOTEUR ============
-void commandeMoteur(float pwm);
+void setPWM(int pwm) {
-float lireConsigne();
+  if (pwm >= 0) {
+    digitalWrite(M_AR, LOW);
+    analogWrite(M_AV, pwm);
+  } else {
+    digitalWrite(M_AV, LOW);
+    analogWrite(M_AR, -pwm);
+  }
+}
+// =============================================
+//                    SETUP
+// =============================================
 void setup() {
   Serial.begin(9600);
@@ Ligne 170: / Ligne 221: @@
   pinMode(M_AV, OUTPUT);
   pinMode(M_AR, OUTPUT);
   pinMode(canalB, INPUT);
   attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(canalA), ISR_codeur, RISING);
-  Serial.println("=== TP : Regulation PID de vitesse ===");
+  Serial.println("=== TP REGULATION : BO / PID ===");
-  Serial.println("Entrez une consigne en tr/min (ex : 1500):");
+  Serial.println("Tapez BO ou PID pour changer de mode.");
+  Serial.println("Tapez une consigne en tr/min (ex : 150)");
 }
-// ====================== LOOP ===========================
+// =============================================
+//                    LOOP
+// =============================================
 void loop() {
-  // --- Lecture consigne en tr/min ---
+  // ----------- Lecture mode / consigne ------------
   if (Serial.available() > 0) {
-    float rpm = lireConsigne();
+    String txt = Serial.readStringUntil('\n');
-    consigne = trMinToTicksSec(rpm);
+    txt.trim();
+    if (txt.equalsIgnoreCase("BO")) {
+      mode = BO;
+      Serial.println("Mode = BOUCLE OUVERTE");
+      return;
+    }
+    if (txt.equalsIgnoreCase("PID")) {
+      mode = PID_MODE;
+      Serial.println("Mode = PID");
+      return;
+    }
+    // Sinon c'est une consigne tr/min
+    consigne_rpm = txt.toFloat();
+    consigne_ticks_s = rpmToTicksSec(consigne_rpm);
     Serial.print("Consigne = ");
-    Serial.print(rpm);
+    Serial.print(consigne_rpm);
-    Serial.print(" tr/min  ->  ");
+    Serial.print(" tr/min  -> ");
-    Serial.print(consigne);
+    Serial.print(consigne_ticks_s);
     Serial.println(" ticks/s");
   }
-  // --- PID toutes les 100 ms ---
+  // ----------- Mesure toutes les 100 ms -----------
   unsigned long now = millis();
-  if (now - lastMeasure >= period) {
+  if (now - lastMeasure < period) return;
-    lastMeasure = now;
+  lastMeasure = now;
-    long ticksMesures = ticks;
+  long ticks_mes = ticks;
-    ticks = 0;
+  ticks = 0;
-    float vitesse = ticksMesures * (1000.0 / period);  // ticks/s
+  float vitesse_ticks_s = ticks_mes * (1000.0 / period);
+  float vitesse_rpm = (vitesse_ticks_s * 60.0) / TICKS_PAR_TOUR;
-    // === PID ===
-    erreur = consigne - vitesse;
+  // ============================================
+  //                 MODE BO
+  // ============================================
+  if (mode == BO) {
+    int pwm = rpmToPWM(consigne_rpm);  // conversion directe consigne → PWM
+    setPWM(pwm);
+    Serial.print("[BO] consigne = ");
+    Serial.print(consigne_rpm);
+    Serial.print(" tr/min | vitesse = ");
+    Serial.print(vitesse_ticks_s);
+    Serial.print(" ticks/s | ");
+    Serial.print(vitesse_rpm);
+    Serial.print(" tr/min | PWM = ");
+    Serial.println(pwm);
+    return;
+  }
+  // ============================================
+  //                 MODE PID
+  // ============================================
+  if (mode == PID_MODE) {
+    erreur = consigne_ticks_s - vitesse_ticks_s;
     integral += erreur * (period / 1000.0);
     float deriv = (erreur - erreurPrec) / (period / 1000.0);
@@ Ligne 213: / Ligne 310: @@
     float commande = kp * erreur + ki * integral + kd * deriv;
-    // Saturation
+    // saturation
     if (commande > 255) commande = 255;
     if (commande < -255) commande = -255;
-    commandeMoteur(commande);
+    setPWM(commande);
-    // Affichage
+    Serial.print("[PID] consigne = ");
-    Serial.print("Consigne ticks/s = ");
+    Serial.print(consigne_rpm);
-    Serial.print(consigne);
+    Serial.print(" tr/min | vitesse = ");
-    Serial.print(" | Vitesse = ");
+    Serial.print(vitesse_ticks_s);
-    Serial.print(vitesse);
+    Serial.print(" ticks/s | ");
-    Serial.print(" | PWM = ");
+    Serial.print(vitesse_rpm);
+    Serial.print(" tr/min | PWM = ");
     Serial.println(commande);
-  }
-}
+    return;
-// === INTERRUPTIONS CODEUR ===
-void ISR_codeur() {
-  if (digitalRead(canalB))
-    ticks++;
-  else
-    ticks--;
-}
-// === COMMANDE MOTEUR ===
-void commandeMoteur(float pwm) {
-  if (pwm >= 0) {
-    digitalWrite(M_AR, LOW);
-    analogWrite(M_AV, pwm);
-  } else {
-    digitalWrite(M_AV, LOW);
-    analogWrite(M_AR, -pwm);
   }
 }
-// === LECTURE CONSIGNE ===
-float lireConsigne() {
-  String txt = Serial.readStringUntil('\n');
-  txt.trim();
-  return txt.toFloat();
-}
 </code>