Automatique analogique et techniques de commande et régulation numérique

Auteur(s) :

Mbihi, Jean Découvrir l'auteur

Éditeur(s)
- Iste éditions
Date
- 2017
Notes
- "Cet ouvrage est un guide didactique de maîtrise de l'automatique analogique et d'apprentissage rapide de la régulation assistée par calculateur numétique de processus dynamiques. [...] Les lecteurs y découvriront aussi des programmes Matlab didactiques permettant de reproduire les résultats numériques et graphiques présentés, ainsi que des exercices de consolidation corrigés en fin de chapitres." [Source : 4ème de couverture]
Langues
- Français
Description matérielle
- 1 vol. (244 p.) : illustrations en noir et en couleur ; 24 cm
Collections
- Systèmes et génie industriel
Sujet(s)
- Commande automatique
- Simulation par ordinateur
ISBN
- 978-1-78405-324-6
Indice
- 62.0 Automatique théorique
Quatrième de couverture
- Cet ouvrage est un guide didactique de maîtrise de l'automatique analogique et d'apprentissage rapide de la régulation assistée par calculateur numérique de processus dynamiques.
  Il permet aux lecteurs de consolider leurs expériences en automatique analogique, en vue de mieux appréhender l'univers des régulateurs assistés par calculateur numérique. Il traite des enjeux de la technologie de régulation assistée par ordinateur et de la modélisation expérimentale des processus dynamiques. Il présente les techniques de synthèse et de simulation par ordinateur des schémas blocs discrets de boucles de régulation numérique, ainsi que les outils modernes de conception rapide des régulateurs optimaux PID. Enfin, cet ouvrage propose des méthodes de discrétisation des modèles d'état de processus dynamiques.
  Les lecteurs y découvriront aussi des programmes Matlab didactiques permettant de reproduire les résultats numériques et graphiques présentés, ainsi que des exercices de consolidation corrigés en fin de chapitres.
Tables des matières
- - Automatique analogique et techniques de commande et régulation numérique
  - Jean Mbihi
  - iSTE
  - Avant-propos11
  - Introduction15
  - Partie 1. Systèmes de commande et régulation analogique21
  - Chapitre 1. Modèles de processus dynamiques23
  - 1.1. Introduction aux processus dynamiques23
  - 1.1.1. Définition, hypothèses et notations23
  - 1.1.2. Implications des hypothèses24
  - 1.1.3. Modèle dynamique au sens de l'automatique25
  - 1.2. Fonctions de transfert26
  - 1.2.1. Conditions d'existence26
  - 1.2.2. Construction26
  - 1.2.3. Structure générale d'une fonction de transfert28
  - 1.2.4. Outils d'analyse des propriétés de fonctions de transfert28
  - 1.2.5. Cas des fonctions de transfert d'ordre 1 et 228
  - 1.3. Modèles d'état32
  - 1.3.1. Définition32
  - 1.3.2. Exemple illustratif33
  - 1.3.3. Structure générale du modèle d'état34
  - 1.4. Modèles d'état linéaires à paramètres constants35
  - 1.4.1. Construction par linéarisation35
  - 1.4.2. Structure d'un modèle d'état linéaire à paramètres constants36
  - 1.4.3. Propriétés d'un modèle sans retard pur d'entrée (...)38
  - 1.4.3.1. Stabilité38
  - 1.4.3.2. Commandabilité38
  - 1.4.3.3. Stabilisabilité39
  - 1.4.3.4. Observabilité39
  - 1.4.3.5. Détectabilité40
  - 1.5. Transformation de similarité40
  - 1.6. Exercices corrigés41
  - Chapitre 2. Approche de modélisation expérimentale des processus dynamiques59
  - 2.1. Introduction à la modélisation expérimentale59
  - 2.1.1. Problématique59
  - 2.1.2. Principe de modélisation expérimentale59
  - 2.1.3. Méthodologie de modélisation expérimentale60
  - 2.1.3.1. Inspection du site du processus réel60
  - 2.1.3.2. Expérimentation62
  - 2.1.3.3. Prétraitement63
  - 2.1.3.4. Choix structurel63
  - 2.1.3.5. Estimation paramétrique63
  - 2.1.3.6. Post-traitement64
  - 2.1.3.7. Analyse64
  - 2.2. Modélisation basée sur la réponse à l'échelon64
  - 2.2.1. Cas d'un modèle d'ordre 164
  - 2.2.2. Cas d'un modèle d'ordre 2 sous-amorti (...)64
  - 2.2.3. Cas d'un modèle amorti d'ordre (...) 2 (Méthode de Strejc)66
  - 2.3. Modélisation basée sur la réponse en fréquence70
  - 2.4. Modélisation basée sur un modèle ARMA72
  - 2.4.1. Notion de modèle ARMA72
  - 2.4.2. Estimation paramétrique d'un modèle ARMA75
  - 2.5. Modélisation expérimentale assistée par Matlab77
  - 2.6. Exercices corrigés79
  - Chapitre 3. Revue des systèmes de commande et régulation analogique93
  - 3.1. Commande analogique en boucle ouverte93
  - 3.1.1. Principe93
  - 3.1.2. Problème de la commande en boucle ouverte93
  - 3.2. Système de régulation analogique94
  - 3.3. Performances d'un système de régulation analogique95
  - 3.3.1. Fonctions de transfert en boucle fermée95
  - 3.3.2. Grandeurs de performance96
  - 3.4. Régulateurs analogiques simples96
  - 3.5. Régulateurs PID/PIDF97
  - 3.5.1. Structure et rôle des paramètres d'un régulateur PID/PIDF97
  - 3.5.2. Calcul des paramètres par les méthodes de Ziegler-Nichols99
  - 3.5.3. Calcul des paramètres par positionnement de pôles99
  - 3.5.4. Calcul direct des paramètres optimaux PID101
  - 3.5.5. Calcul indirect par LQR des paramètres optimaux PID105
  - 3.5.6. Mise en oeuvre des régulateurs analogiques105
  - 3.6. Régulateurs décrits dans l'espace d'état106
  - 3.6.1. Principe et schéma bloc d'une rétroaction d'état linéaire106
  - 3.6.2. Techniques de calcul du gain de retour d'état107
  - 3.6.3. Retour d'état avec action intégrale108
  - 3.6.4. Retour d'état avec action intégrale et observateur110
  - 3.6.5. Retour d'état avec compensateur d'erreur de sortie112
  - 3.7. Principe d'équivalence entre régulateurs PID et LQR113
  - 3.7.1. Démonstration du principe d'équivalence113
  - 3.7.2. Relation d'équivalence116
  - 3.7.3. Étude de cas116
  - 3.8. Exercices corrigés119
  - Partie 2. Synthèse et simulation par ordinateur des systèmes de régulation numérique143
  - Chapitre 4. Synthèse dans le domaine fréquentiel des systèmes de régulation numérique145
  - 4.1. Méthodologie de synthèse145
  - 4.2. Fonction de transfert G(z) d'un processus dynamique145
  - 4.2.1. Notion de modèle dynamique échantillonné145
  - 4.2.2. Discrétisation de G^c(p) si le retard d'entrée (...) = 0146
  - 4.2.2.1. Principe du bloqueur d'ordre zéro146
  - 4.2.2.2. Calcul de G(z) à partir de G_c(p)147
  - 4.2.3. Discrétisation de G_c(p) si le retard d'entrée (...) # 0148
  - 4.2.3.1. Discrétisation de G_c(p) à partir de la transformée de Padé148
  - 4.2.3.2. Discrétisation de G_c(p) par la transformée en z149
  - 4.2.3.3. Structure d'une fonction de transfert en z150
  - 4.2.3.4. Propriétés de G(z)151
  - 4.2.4. Exemples de calcul de G(z) par discrétisation de G_c(p)152
  - 4.2.4.1. Calcul de G(z) avec la table des transformées de Laplace152
  - 4.2.4.2. Utilisation des commandes spécialisées de Matlab155
  - 4.3. Fonction de transfert D(z) : méthode de discrétisation156
  - 4.3.1. Intérêt de la discrétisation156
  - 4.3.2. Discrétisation de D_c(p) par les méthodes d'invariance157
  - 4.3.2.1. Méthode d'invariance impulsionnelle157
  - 4.3.2.2. Discrétisation de D_c(z) par invariance indicielle158
  - 4.3.3. Discrétisation de D_c(p) par les méthodes de transformation158
  - 4.3.3.1. Discrétisation par la transformation d'Euler d'ordre 1158
  - 4.3.3.2. Discrétisation par la transformation d'Euler d'ordre 2159
  - 4.3.3.3. Discrétisation de D_c(p) par transformation de Tustin160
  - 4.3.3.4. Discrétisation par transformation pôle(s) et zéro(s)160
  - 4.3.4. Fonctions de transfert en z des régulateurs simples161
  - 4.3.5. Structure générales de D(z) et équation de récurrence163
  - 4.3.6. Discrétisation des fonctions de transfert avec Matlab165
  - 4.4. Fonction de transfert D(z) : méthode de modèle165
  - 4.4.1. Principe de la méthode de modèle165
  - 4.4.2. Exemples de conception directe de régulateurs numériques166
  - 4.4.2.1. Exemple 1166
  - 4.4.2.2. Exemple 2166
  - 4.4.2.3. Exemple 3167
  - 4.4.3. Conditions d'utilisation de l'approche de modèle167
  - 4.4.3.1. Condition de réalisabilité au sens strict de F(z)168
  - 4.4.3.2. Condition de stabilité due aux zéros de G(z)168
  - 4.4.3.3. Condition de précision statique168
  - 4.4.3.4. Condition de rapidité168
  - 4.4.4. Règles pratiques d'utilisation de l'approche du modèle168
  - 4.4.4.1. Règles applicable pour G(z) d'ordre 1168
  - 4.4.4.2. Règles applicable pour G(z) d'ordre 2169
  - 4.4.4.3. Règles applicable pour G(z) d'ordre n > 2169
  - 4.4.4.4. Règles de validation des fonctions F(z) et D(z) calculées169
  - 4.5. Schéma bloc discret de régulation numérique170
  - 4.5.1. Fonctions de transfert caractéristiques en boucle fermée171
  - 4.5.2. Fréquence d'échantillonnage171
  - 4.5.2.1. Choix pratiques de la fréquence d'échantillonnage171
  - 4.5.2.2. Fréquence d'échantillonnage d'un processus d'ordre 1172
  - 4.5.2.3. Période d'échantillonnage d'un processus d'ordre 2172
  - 4.5.2.4. Fréquence d'échantillonnage d'un processus d'ordre n > 2173
  - 4.6. Exercices corrigés173
  - Chapitre 5. Simulation assistée par ordinateur des systèmes de régulation numérique195
  - 5.1. Approches de simulation assistée par ordinateur195
  - 5.2. Programmation des équations de récurrence conjointes196
  - 5.2.1. Formulation196
  - 5.2.2. Exemple de programmation avec Matlab196
  - 5.2.2.1. Choix de la période d'échantillonnage197
  - 5.2.2.2. Calcul de G(z) par discrétisation de G_c(p)198
  - 5.2.2.3. Calcul de D(z) par la méthode d'invariance indicielle198
  - 5.2.2.4. Simulation en boucle fermée basée sur les équations de récurrence199
  - 5.3. Simulation par macro-programmation Matlab200
  - 5.4. Simulation graphique204
  - 5.5. Étude de cas : simulation des servomécanismes205
  - 5.5.1. Simulation d'un servomécanisme de vitesse205
  - 5.5.1.1. Fonction de transfert G(z) du processus205
  - 5.5.1.2. Fonctions de transfert D(z) du régulateur à action PIDF207
  - 5.5.1.3. Simulation en boucle fermée du servomécanisme de vitesse208
  - 5.5.2. Simulation d'un servomécanisme de position209
  - 5.5.2.1. Fonction de transfert G(z) en boucle ouverte209
  - 5.5.2.2. Spécification du régulateur PI à discrétiser211
  - 5.5.2.3. Simulation en boucle fermée du servomécanisme de position211
  - 5.6. Exercices corrigés211
  - Chapitre 6. Modèles d'état discrets de processus dynamiques217
  - 6.1. Discrétisation du modèle d'état d'un processus dynamique217
  - 6.1.1. Discrétisation d'un modèle d'état218
  - 6.1.2. Discrétisation d'un modèle d'état à retard d'entrée219
  - 6.2. Calcul des paramètres {A, B, C, D} d'un modèle d'état discret222
  - 6.2.1. Calcul de A = e^AT222
  - 6.2.1.1. Calcul de A = e^AT par diagonalisation au sens de Jordan222
  - 6.2.1.2. Calcul de A = e^AcT par la série de Taylor223
  - 6.2.1.3. Calcul de A = e^AT par la transformée de Laplace224
  - 6.2.2. Calcul de B224
  - 6.2.3. Calcul de C et D227
  - 6.3. Propriétés d'un modèle d'état discret {A, B, C, D}227
  - 6.3.1. Infinité de modèles d'état d'un même processus dynamique227
  - 6.3.2. Condition de stabilité228
  - 6.3.3. Commandabilité et stabilisabilité228
  - 6.3.4. Observabilité et détectabilité228
  - 6.4. Exercices corrigés229
  - Annexe 1. Table des transformées en z233
  - Annexe 2. Éléments de Matlab utilisés dans l'ouvrage235
  - Bibliographie239
  - Index243
Origine de la notice:
- BPI