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fiches:automatique

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 ====== Automatique ====== ====== Automatique ======
 +
 +===== À retenir =====
 +  * PID
 +  * LQ
 +  * représentation d'​état
 +  * transformée en Z
 +  * diagramme de Bode, de Nyquist
 +  * filtre
 +  * FTBO / FTBF
 +  * filtre de Kalman
 +  * temps discret / temps continu
 +  * commande par retour d'​état
 +  * système stabilisable / commandable
 +  * forme de commandabilité / d'​observabilité
 +  * bloqueur d'​ordre zéro
 +  * approximation par euler avant
 +  * discrétisation exacte
 +  * représentation minimale
 +  * conditions de stabilité (temps discret module <1, temps continue partie réelle <0)
 +
 +===== Représentation d'​état et formes compagnon =====
 +
 +  * x vecteur d'​état
 +  * u vecteur de commande
 +  * y vecteur de mesure
 +  * A matrice d'​état
 +  * B matrice de commande
 +  * C matrice d'​observation
 +  * D matrice de transmission directe
 +
 +vecteur d'​état à temps continu $ x(t) = \left( \! \begin{array}{c} \dot{x}(t) \\ x(t) \end{array} \! \right) $
 +
 +équation du système à temps continu $ \left\lbrace \begin{array}{ll} \dot{x}(t) & = Ax(t) + Bu(t) \\ y(t) & = Cx(t) + Du(t) \end{array} \right. $
 +
 +matrice de transfert à temps continu $ H(p) = C(pI - A)^{-1}B + D$
 +
 +vecteur d'​état à temps discret $ x_k = \left( \! \begin{array}{c} x_{k+1} \\ x_k \end{array} \! \right) $
 +
 +équation du système à temps discret $ \left\lbrace \begin{array}{ll} x_{k+1} & = Ax_k + Bu_k \\ y_k & = Cx_k + Du_k \end{array} \right. $
 +
 +==== Forme commandable ====
 +
 +$A=\left( \begin{array}{ccccc}
 +-a_{n-1} & -a_{n-2} & \cdots & -a_{1} & -a_{0} \\
 +1 & 0 & \cdots & 0 & 0 \\
 +0 & 1 & \cdots & 0 & 0 \\
 +\vdots & \vdots & \ddots & \vdots & \vdots \\
 +0 & 0 & \cdots & 1 & 0 \\
 +\end{array} \right)$
 +$B=\left( \begin{array}{c}
 +1\\0\\\vdots\\0\\0
 +\end{array}\right)$
 +
 +$C=\left(\begin{array}{ccccc}b_{n-1} & b_{n-2} & \cdots & b_{1} & b_{0} \end{array}\right)$
 +
 +Matrice de commandabilité (ci-dessous) de rang plein → système commandable
 +
 +${\cal C} = [B\quad AB\quad A^2B\quad \cdots\quad A^{n-1}B]$
 +
 +==== Forme observable ====
 +
 +$A=\left( \begin{array}{ccccc}
 +-a_{n-1} & 1 & 0 & \cdots & 0 \\
 +-a_{n-2} ​ & 0 & 1 & \cdots & 0 \\
 +\vdots & \vdots & \vdots & \ddots & \vdots \\
 +-a_{1} & 0 & 0 & \cdots & 1 \\
 +-a_{0} & 0 & 0 & \cdots & 0 \\
 +\end{array} \right)$
 +$B=\left( \begin{array}{c}
 +b_{n-1}\\b_{n-2}\\\vdots\\b_1\\b_0
 +\end{array}\right)$
 +
 +$C=\left(\begin{array}{ccccc}1 & 0 & \cdots & 0 & 0 \end{array}\right)$
 +
 +Matrice d'​observabilité (ci-dessous) de rang plein → système observable
 +
 +${\cal O} = \left[\! \begin{array}{c}
 +C\\CA\\CA^2\\\vdots\\CA^{n-1} \end{array} \!\right]$
 +
 +===== Le correcteur PID =====
 +
 +Fonction de transfert ​
 +
 +$ H(p)=K_P\left( 1+\frac{1}{T_i p} + \frac{T_d p}{1+\tau_dp}\right) $
 +
 +valeur typique : $ \tau_d=T_d/​10 $
 +
 +===== La commande LQ =====
 +
 +Critère LQ : $ J(u) = \sum_{k\leq 0}x_k^TQx_k+u_k^TRu_k $, avec Q semi définie positive, R strictement positive
 +
 +Théorème (version détaillée sur [[https://​fr.wikipedia.org/​wiki/​Commande_LQ|Wikipedia]])
 +
 +Selon ce critère, l'​équation de Ricatti algébrique discrète admet une solution P unique, symétrique et positive.
 +
 +La loi de commande $u = -Kx + v$ stabilise le système et est optimale au sens de J avec $K = (B^TPB+R)^{-1}B^TPA$
  
fiches/automatique.1460050752.txt.gz · Dernière modification: 2016/11/09 15:53 (modification externe)