presentation TER

UNIVERSITE DE STRASBOURGUFR Physique & Ingénierie

Presentation du projet de TER :

Realiser par:

JABLI SAID

HADDAD ANIS

encadrer par :

Mr Philippe Celka

Introduction

Prise en main de la carte

Pilotage de la vanne papillon

Programmation de la liaison série USART

Identification de la fonction de transfert du boitier papillon

Mettre en œuvre un correcteur numérique

Conclusion

L’objectif du projet

Présentation générale du projet

Le Schéma fonctionnel

Présentation générale du projet

L’objectif du projet

Le Schéma Fonctionnel:

Présentation générale du projet

L’objectif du projet

Schéma fonctionnel

La Carte électronique:

1)- Régulateur de tension 5V

2)- Pont H « NCV7729 »

3)- Capteur de Courant « LEM »

4)- Microcontrôleur PIC18f4580

5)- Convertisseur CAN

6)- Quartz

La première fonction qu’on a tester

c’est l’allumage des 3 LEDS, à l’aide

d’un programme (en C),et la

configuration du registre TRISE.

Avant de commencer notre projet ,la prise en main de la carte était

une étape très importante, dans le reste du projet, le but derrière

c’était de se familiariser avec les différents fonctionnalité de la

carte ,et feuiller dans la datashit, configuration du registre…

La deuxième fonction: c’était de tester les 3 boutons poussoirs

avec les 3 LEDs.

On’ a assembler les deux programmes (LED+B.poussoirs)dans

un seul programme dans le but de se familiariser avec la

configuration des registres du PIC18F(TRISD) .

La vanne papillon utilise un actionneur électro-mécanique.

Il s’agit d’un simple circuit magnétique couplé à un

bobinage et un rotor.

L’objectif de l’identification

est de trouver un modèle

liant la sortie « θ »,à la

tension d’entrée U.

l’identification de la fonction de transfert de la vanne

papillon nécessite un signal spécifique, qu’on appel le

SBPA : séquence binaire pseudo aléatoire.

SBPA: séquence binaire pseudo aléatoire: est programmée à

l’aide PWM:du PIC18F4580.

PWM(pulse width modulation):

signal génère à l’aide du PIC

18F avec un rapport cyclique

variable

La génération d'un signal PWM se fait en deux temps :

On utilise un compteur qui fixe la fréquence du

signal à générer.

On compare en permanence la valeur du compteur à une valeur

fixe qui permet de définir le rapport cyclique.

Principe de fonctionnement :

Le Timer:

Le timer utiliser sera donc le TIMER2

Formule pour calculer le PR2:

PR2 = 255

Les registres associés au PWM et au Timer2:

INTCON, PIR1, PIE1, IPR1 qui sont des registres d’interruptions du TIMER2 et du module ECCP

TMR2, PR2, T2CON qui sont des registres du timer2 et enfin ECCPRL, ECCPRH et ECCPCON

Organigramme récapitulatif

Afin de piloter la vanne papillon: Nous allons utiliser un pont H en utilisant les deux signaux PWM complémentaires générer au préalable.

Le pont en H permet de contrôler

la polarité de la tension aux

bornes du moteur.

On actionne les commutateurs deux par

deux soit A et D ou B et C pour

pourvoir faire tourner le moteur dans un

sens ou dans l’autre.

Pour tester le fonctionnement du pont H , et le PWM: nous avons

réalisé un programme de configuration du microcontrôleur et du

pont H, puis nous avons utilisé une résistance de puissance et

mesuré la tension à ces bornes pour différentes valeurs du

rapport Cyclique.

L’objectif étant d’alimenter le moteur de la vanne avec une tension

de 12V, Car on ne peut pas alimenter directement la vanne par le µC

(le µC délivre une tension maximale de 5V).

Tableau Fonctionnel du Pont-H:

Test du bon fonctionnement du Pont-H:

Utilisation d’une résistance de

Puissance

Maintenant qu’on a réussie à alimenter la vanne grâce au PWM

et au pont nous devons maintenant identifier la fonction de

transfert de la vanne.

Objectif : programmer une liaison série entre le µC et le

PC(Putty).

Nous devons donc mettre en œuvre L’USART.

MODE = Full Duplex.

Les registres principaux:

Le bit SPEN du registre RCSTA<7> et le bit TRISC<7> doivent êtres égaux mis à 1.

Le bit TRISC<6> doit êtres mis à 0 (Mode asynchrone).

USART :Universal Synchronous/Asynchronous Transmitter/Receiver

L’USART sur les PICs : est généralement utilisé pour les communications circulant sans horloge de synchronisation ,un peu en « électron libre »

Les registres utiles sont : TXSTA,TXREG,RCSTA,RCREG,et

SPBRG(pour régler la vitesse de transmission).

Calcul de la vitesse de transmission:

Nous souhaitons une vitesse de transmission égale à 115200

115200 = Fosc/16(sprg+1)

SPRG = 10

La dernière étape:

Une fois l’USART configurer nous avons testé son fonctionnement en

envoyant d’abord un Caractère « C », puis le nombre « 4 » puis une

chaine de caractères « Throttle Valve Control »

Activer les interruptions.

Charger les données dans le registre TXREG afin de commencer

la transmission.

Schéma bloc simplifié de l'USART

L’affichage des résultats ce fait sur l’hyper-terminal du PC(Putty)

Les résultats seront afficher suivant un ordre prédéfini lors de la

programmation du microcontrôleur. « Position – Courant –

DutyCycle »

Les données reçus sur l’hyperterminal “Putty” seront sauvgardées

sur un fichier excel afin qu’elles puissent être exploitable.

L’ADC est un convertisseur Analogique numérique qui convertie

une tension en un nombre numérique sur 10 bits.

Avant de pouvoir utiliser l’ADC il faut le configurer, pour ce faire

on configure les registres

ADCON0 : control le module et définie les « channels ».

ADCON1 : configure la fonction de chaque port.

ADCON2 : configure la source de l’horloge et le temps

d’acquisition.

Nous avons fixé une période d’échantillonage de 5ms.

Afin d’arriver à fixer cette période on utilise le TIMER0

t = (65536 – 53036) * (1/(20000000/4)*2(prescaler=1/4))

t = 5 ms

Une fois les donnée reçus sur l’hyper-terminal nous devons être en

mesure de retrouver les valeurs initiales en volts.

Pour ce faire nous avons exploité les datasheet de l’ADC(conversion

sur 10 bits) et du capteur de courant (LEM_LTS6NP).

avant d’aller chercher la méthode qu’on peut utiliser pour

identifier la fonction de transfert : on constate que notre

système est un système dynamique hybride.

Systèmes dynamiques hybrides : interactions entre comportement continu et comportement événementiel. Ce sont en général des systèmes comportant des phases ou des modes de fonctionnement, des transitions, des commutations, etc.

Quelques exemples : robots,

système multi-agents,

système embarquer…

Dans cette section, le modèle est identifié grâce à des mesures

d'entrée et de sortie.

Cette méthode utilise les clusters , des techniques de

classification et d'identification linéaire, qui permet aux sous-

modèles affines à être identifiés.

Systèmes hybrides, pure abstraction de modélisation : partitionnement de l’espace de fonctionnement d’un système non-linéaire en des régions disjointes Modèles Affines par Morceaux.(voici la caractéristique statique de notre vanne)

Pour l'identification des modèles PWA, nous avons utilisé les

données d'entrée / sortie et nous avons besoin d'une description

d'entrée / sortie. Nous considérons que les sous –model sont

linéaire par morceaux (‘’m’’ sous-modèles d'ordre na et nb) .

U/Y: entrer/sortie.

fi: coefficient de frottement

𝝴 :Bruit blanc de valeur

moyenne nul

Le vecteur regressors en fonction des entrées/sorties précédentes

Le vecteur paramètre pour les sous-model Mi

L'algorithme exploite une utilisation combinée de techniques de

régression linéaires de clustering, classification et consiste en cinq

étapes :

Construire de petites groupes de données d'origine;

Identification des vecteurs de paramètres locaux, basés sur chaque groupe;

Partitionnement des vecteurs de paramètres locaux en m

groupes;

Classer les données d'origine (y (k), u (k));

Estimer le paramètre « θi » de sous-modèles Mi.

Partitionnement des vecteurs de paramètres locaux en « m »

groupes; Cette étape consiste à définir la répartition de vecteur

paramètre .elle nécessite la méthode de classification qui s’appel K-means.(voila un organigramme qui décrit les différentes étapes du K-means)

L'algorithme exploite une utilisation combinée de techniques de

régression linéaires de clustering, classification et consiste en cinq

étapes :

Construire de petites groupes de données d'origine;

Identification des vecteurs de paramètres locaux, basés sur chaque groupe;

Partitionnement des vecteurs de paramètres locaux en m

groupes;

Classer les données d'origine (y (k), u (k));

Estimer le paramètre « θi » de sous-modèles Mi.

Le modèle équivalant qu’on est censé trouver : s’écrit sous

forme d’une équation de 2nd ordre.

Le choix du correcteur est baser sur le compromis de stabilité

du système et la robustesse.

Le correcteur le plus recommander

RST

Le correcteur algébrique RST sera comme solution pour

remédier aux perturbations.

La dernière partie réalisée est la récupération des données

sur l’hyper terminal.

Nous estimonss le temps restant afin de finaliser le projet.

À un Temps maximal de deux semaines.