[0001] L'invention concerne les systèmes d'asservissement de position d'actionneurs équipant
un véhicule automobile. Plus particulièrement, l'invention a trait à la compensation
des retards purs présents dans ces systèmes d'asservissement de position.
[0002] L'optimisation continue des groupes motopropulseurs, notamment en vue de respecter
les différentes normes antipollution et d'améliorer le rendement de ces groupes, conduit
à une utilisation toujours plus importante d'actionneurs dans les véhicules automobiles.
A titre d'exemples d'actionneurs, on peut citer des actionneurs présents dans la boucle
d'air d'un véhicule automobile tel qu'une vanne/soupape de recirculation des gaz d'échappement,
couramment désignée sous l'appellation vanne EGR, ou encore un papillon d'admission
d'air d'un turbocompresseur.
[0003] De tels actionneurs sont couramment pilotés par un calculateur d'un véhicule automobile,
via le suivi d'une valeur de consigne variable. La figure 1 illustre, à titre d'exemple,
l'architecture globale d'un système
100 d'asservissement de position d'un actionneur
1, mise en oeuvre dans le calculateur d'un véhicule automobile. Cette architecture comprend
un superviseur
2 en charge d'ordonner (flèches pointillées) les tâches suivantes :
- une tâche dédiée à l'acquisition de la position de l'actionneur 1, réalisée par une chaine 3 d'acquisition ;
- une tâche allouée à une commande de l'asservissement en position de l'actionneur 1, réalisée en fonction de la position de l'actionneur 1 acquise par la chaine 3 de traitement. Cette tâche de commande est réalisée par un régulateur 4 de position, implémentant une loi de commande de l'actionneur 1 ;
- une tâche de pilotage en puissance électrique de l'actionneur 1, élaborée par une chaine 5 de traitement, réalisée en fonction de la commande de l'asservissement en position
de l'actionneur 1 précédemment établie. Suite à cette tâche de pilotage, à partir d'une mesure, une
information relative à la position de l'actionneur 1 est alors retournée à la chaine 3 d'acquisition (flèche 101).
[0004] La figure 2a illustre les performances d'asservissement en position d'un actionneur
1 de la boucle d'air d'un véhicule automobile pour un système parfait, c'est-à-dire
ne présentant pas de retard pur. Sur cette figure sont illustrées deux courbes :
- la courbe 201 en traits pointillés épais illustre en ordonnée, en pourcentage, une consigne de
position pour un actionneur 1, en fonction d'un temps en secondes représenté en abscisse ;
- la courbe 202 en traits pleins fins illustre en ordonnée, à la même échelle de pourcentage, la
position de l'actionneur 1 en fonction du même temps en secondes représenté en abscisse.
[0005] On remarque sur cette figure 2a que la position de l'actionneur
1 suit la valeur de consigne de position sans dépassement excédant les 5% et présente
un temps de réponse en suivi de consigne performant.
[0006] En pratique, une telle courbe est difficilement observable, du fait de l'existence
d'un retard pur existant dans le système
100 d'asservissement. A titre d'exemple, en référence à la figure 1, on peut imputer
ce retard pur aux cumuls de différents retards tels :
- les retards relatifs au superviseur 2 et à l'ordre d'exécution des tâches ;
- les retards générés par la chaine 3 d'acquisition et de traitement 5 ;
- les retards intrinsèques au système 100 d'asservissement de position de l'actionneur 1.
- Eventuellement des retards intrinsèques au système lui-même.
[0007] Ainsi, à l'opposé de la figure 2a, il est fréquent en l'absence de compensation de
ce retard pur, d'observer les courbes représentées sur la figure 2b. Sur cette figure
sont illustrées deux courbes :
- la courbe 203 en traits pointillés épais illustre en ordonnée, en pourcentage, une consigne de
position pour l'actionneur 1, en fonction d'un temps en secondes représenté en abscisse ;
- la courbe 204 en trait plein fin illustre en ordonnée, à la même échelle de pourcentage, la position
de l'actionneur 1 en fonction du même temps en secondes représenté en abscisse.
[0008] On observe, sur cette figure 2b, une dégradation des performances comparé à la figure
2a, notamment la présence d'oscillations autour de la valeur de consigne de position.
En effet, l'absence de compensation du retard pur, pousse le régulateur
4 de position à dégrader significativement le temps de réponse en boucle fermée de
l'actionneur
1, en vue de conserver des valeurs de dépassement acceptables de la de consigne de position,
typiquement inférieures à 5%.
[0009] Un autre désavantage de l'absence de compensation de retard pur, vient du fait que
la consigne de position déterminée par le calculateur, est issue d'une régulation
globale de débit d'air ou de pression de suralimentation dans la boucle d'air. La
dégradation du temps de réponse de l'actionneur
1 impacte alors la réponse en couple du moteur du véhicule. On peut alors constater
des oscillations de pression, de suralimentation, de débit d'air, ou encore des trous
de couple. Une telle situation a donc un fort impact sur la dégradation de l'agrément
de conduite. Par ailleurs, d'un point de vue mécanique, l'occurrence d'oscillations
au niveau des actionneurs
1 peut rapidement endommager ces derniers. Leurs durées de vie s'en donc voit diminuée.
[0010] Pour parer à ces problèmes, une solution connue dans le domaine général de l'automatique,
consiste à ajouter à un système
100 d'asservissement, tel celui illustré sur la figure 1, un prédicteur
6 de retard. Ce dernier a pour tâche de corriger la commande élaborée par le régulateur
4 de position, afin d'atténuer l'impact du retard pur sur la qualité de l'asservissement
en position de l'actionneur
1. Pour ce faire, le prédicteur
6 de retard prend pour entrées, les entrées
102 et sorties
103 du régulateur
4, et élabore une compensation
104 du retard pur, qu'il retourne au régulateur
4 de position.
[0011] Diverses solutions sont connues pour réaliser un prédicteur de retard dans un système
d'asservissement. A titre d'exemple, le document "
An adaptive I-PD controller based on frequency domain system identification" de HASHIMOTO
T. et AL illustre l'utilisation d'un prédicteur de Smith pour compenser les effets de
retard dans une boucle de régulation de type PID pour un actionneur pneumatique commandé
en position. Le document "
A simple adaptive Smith-predictor for controlling time-delay systems: A tutorial"
de BAHILL A. présente différentes formulations d'un prédicteur de Smith associé à une boucle de
régulation de type PI-PID. Enfin, le document
FR2749613 décrit un système de régulation de la richesse du mélange air-carburant dans un moteur
à combustion interne, ce système comprenant un dispositif de régulation réalisé sous
la forme d'un prédicteur de Smith. La structure du prédicteur de Smith décrite dans
ce document s'avère, cependant particulièrement complexe à mettre en oeuvre, et demeure
coûteuse en termes de charge de calcul induite. Notamment, la mise en œuvre d'une
telle solution implique un réglage particulièrement complexe d'un ensemble de paramètres
au niveau du calculateur embarqué dans le véhicule, un tel réglage étant couteux en
temps de réalisation. Plus généralement, les prédicteurs de retards existants ne sont,
en l'état, pas adaptés à la commande en position pour des actionneurs équipant un
véhicule automobile.
[0012] Un objet de la présente invention est de parer à l'ensemble des inconvénients précités.
[0013] Un deuxième objet de la présente invention est de proposer un dispositif de compensation
de retard pur, pour un système d'asservissement de position d'actionneurs équipant
un véhicule automobile.
[0014] Un troisième objet de la présente invention est de minimiser la complexité de mise
en oeuvre d'un dispositif de compensation de retard pur, pour un système d'asservissement
de position d'actionneurs dans un véhicule automobile.
[0015] Un quatrième objet de la présente invention est de piloter de manière optimale la
position des actionneurs dans un véhicule automobile.
[0016] Ainsi, il est proposé, selon un premier aspect, un système d'asservissement de la
position Y(s) d'un actionneur à une consigne de position R(s) dans un véhicule automobile,
l'actionneur présentant une fonction de transfert G(s) prédéterminée associée à un
retard pur
e-ds,
s étant la variable de Laplace,
d représentant le retard pur, ce système étant réalisé via :
- une commande de position U(s) en entrée de la fonction de transfert G(s), la position
Y(s) de l'actionneur correspondant à la réponse de l'actionneur à la commande de position
U(s) ;
- la commande de position U(s) étant élaborée à l'aide d'un régulateur de type Proportionnel
Dérivé, formé d'une boucle à action Proportionnelle et d'une boucle à action Dérivée,
réalisées respectivement par une première et une deuxième boucle de rétroaction entre
la position Y(s) et des entrées soustractrices d'un premier additionneur, le régulateur
réalisant une troisième boucle de rétroaction entre la position Y(s) et une entrée
soustractrice d'un deuxième additionneur, le deuxième additionneur ayant pour entrée
sommatrice la consigne de position R(s) ;
- la consigne de position R(s) étant aussi utilisée comme entrée d'une boucle amplificatrice
dont la sortie est connectée une entrée sommatrice du premier additionneur ;
- la sortie du deuxième additionneur étant utilisée comme entrée d'une boucle à action
Intégrale dont la sortie est connectée à une entrée sommatrice du premier additionneur,
de sorte que le premier additionneur calcule en sa sortie la position U(s) en fonction
de ses entrées sommatrices et soustractrices ;
ce système comprenant un compensateur de retard pur dans lequel :
- la commande de position U(s) est utilisée comme première entrée sommatrice d'un troisième
additionneur et comme entrée d'un bloc de retard pur de fonction de transfert e-ds, la sortie de ce bloc de retard pur étant utilisé comme entrée soustractrice du troisième
additionneur, de sorte que le troisième additionneur calcule sa sortie à partir de
son entrée sommatrice et de son entrée soustractrice ;
- l'entrée d'un filtre passe-haut est connectée à la sortie du troisième additionneur
;
- l'entrée d'un amplificateur est connectée à la sortie du filtre passe-haut ;
- la sortie de l'amplificateur correspond à un terme de compensation de retard P(s),
cette sortie étant utilisée comme entrée soustractrice par le deuxième additionneur.
[0017] Avantageusement, dans ce système d'asservissement, le filtre passe-haut et l'amplificateur
sont dimensionnés à partir d'un système du premier ordre approximant la fonction de
transfert G(s) de l'actionneur, ce système présentant un gain statique
k et une constante de temps
τ1.
[0018] Avantageusement, dans ce système d'asservissement, l'amplificateur a pour gain, le
gain statique
k.
[0019] Avantageusement, dans ce système d'asservissement, le filtre passe-haut a pour fonction
de transfert
où
τ2 est une constante de temps paramétrable.
[0020] Avantageusement, dans ce système d'asservissement, la boucle à action Proportionnelle
est associée à un gain
kp, la boucle à action Intégrale est associée à un gain
ki, la constante de temps
τ2 étant calibrée de sorte que
[0021] Avantageusement, dans ce système d'asservissement, l'actionneur est un actionneur
de la boucle d'air d'un véhicule automobile.
[0022] Il est proposé, selon un deuxième aspect, un calculateur de véhicule automobile implémentant
un système d'asservissement de la position d'un actionneur, réalisé comme décrit ci-dessus.
[0023] Il est proposé, selon un troisième aspect, un véhicule automobile comprenant le calculateur
décrit ci-dessus.
[0024] D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description
d'un mode de réalisation, faite ci-après en référence aux dessins annexés dans lesquels
:
- la figure 1 illustre l'architecture globale d'un système d'asservissement de position
d'un actionneur mis en oeuvre dans un calculateur équipant un véhicule automobile
;
- les figures 2a et 2b illustrent les variations temporelles de la position d'un actionneur,
respectivement pour un système d'asservissement parfait et réel, vis-à-vis d'une consigne
de position ;
- la figure 3 illustre un dispositif d'asservissement en position d'un actionneur ;
- la figure 4 illustre un système d'asservissement en position d'un actionneur comprenant
un prédicteur de Smith ;
- la figure 5 illustre un système d'asservissement en position d'un actionneur comprenant
un compensateur de retard pur selon un mode de réalisation.
[0025] Sur la figure 3 est représenté un dispositif
300 d'asservissement de position d'un actionneur
1, ce dispositif
300 présentant un retard pur
d. L'actionneur
1 est, à titre d'exemple, un actionneur de la boucle d'air d'un véhicule automobile,
telle une vanne/une soupape d'un système de recirculation des gaz d'échappement, ou
encore un papillon d'admission d'un turbocompresseur. Le dispositif
300 d'asservissement est ici représenté dans le domaine de Laplace et peut être mis en
oeuvre dans un régulateur
4 de position, tel celui illustré sur la figure 1.
[0026] Comme exposé dans la partie introductive, le régulateur
4 de position est configuré pour implémenter une loi de commande de la position de
l'actionneur
1. Pour ce faire, le comportement de l'actionneur
1 dans le dispositif
300 d'asservissement est modélisé par une fonction de transfert G(s) dans le domaine
de Laplace,
s étant la variable de Laplace.
[0027] La fonction de transfert G(s) peut être obtenue de différentes manières, par exemple
communiquée directement par un modèle fourni par le constructeur de l'actionneur
1, modélisée via un outil de simulation approprié (ex : Simulink®), ou encore obtenue
de manière expérimentale en appliquant à l'actionneur
1 une entrée de type échelon et en observant sa réponse en sortie.
[0028] Le retard pur
d associé à l'actionneur
1 est quant à lui représenté par le terme
e-ds dans le domaine de Laplace.
[0029] Ainsi, sur la figure 3, l'actionneur
1 et son retard pur sont modélisés par un bloc
30 de fonction de transfert G(s)
e-ds, recevant pour entrée une commande de position U(s) à destination de l'actionneur
1.
[0030] En pratique, la position réelle de l'actionneur
1, suite à la réception de la commande de position U(s), correspond à une réponse idéale
de l'actionneur
1, à laquelle vient s'ajouter une perturbation sur sa position. La réponse idéale de
l'actionneur
1, suite à la réception de la commande de position U(s), correspond à l'application
de la fonction de transfert G(s)
e-ds, dont la réponse est obtenue en sortie du bloc
30. La perturbation en position résulte, quant à elle, notamment des efforts aérauliques
s'appliquant sur l'actionneur
1, par exemple des variations de pression lors de son déplacement.
[0031] La perturbation sur la position de l'actionneur
1 est représentée sur la figure 3 par la fonction D(s) en entrée d'un sommateur
7, l'autre entrée de ce sommateur
7 correspondant à la réponse idéale de l'actionneur
1 suite la commande U(s), c'est-à-dire ici à la réponse en sortie du bloc
30 sans perturbation. Ainsi, on observe en sortie du sommateur
7, une position réelle Y(s) de l'actionneur
1 en réponse à la commande U(s). On notera ici que le sommateur
7 et la variable D(s) sont ici représentés à des fins de compréhension théorique. En
pratique, et dans la suite de ce document, on considère la position Y(s) de l'actionneur
1 en tant que sortie « réelle » du bloc
30 de fonction de transfert G(s)
e-ds, c'est-à-dire en tant que position de l'actionneur
1 comprenant d'éventuelles perturbations extérieures.
[0032] L'actionneur
1 présente donc en sortie du bloc
30 de fonction de transfert G(s)
e-ds une position Y(s) en réponse à la commande U(s), cette position Y(s) étant la position
que l'on souhaite asservir à une valeur de consigne de position R(s).
[0033] La commande de position U(s) est élaborée en tant que sortie d'un premier additionneur
31 comportant deux entrées soustractrices « - » et deux entrées sommatrices « + ». Les
entrées soustractrices du premier additionneur
31 sont réalisées par un régulateur de type Proportionnel Dérivé, couramment désigné
sous l'acronyme « régulateur PD ». Comme son nom l'indique, ce régulateur est formé
- d'une boucle à action Proportionnelle, réalisant une opération d'amplification de
gain kp ;
- d'une boucle à action Dérivée, réalisant une opération de dérivation, symbolisée par
le bloc
parfois aussi symbolisée par un bloc «s », associée à un gain kd.
[0034] La boucle à action Proportionnelle et la boucle à action Dérivée réalisent respectivement
une première et une deuxième boucle
32, 33 de rétroaction entre la sortie du bloc
30, c'est-à-dire la position Y(s), et une entrée soustractrice « - » du premier additionneur
31.
[0035] Une troisième boucle
34 de rétroaction est par ailleurs réalisée par le régulateur entre la position Y(s)
et un entrée soustractrice « - » d'un deuxième additionneur
35.
[0036] Le deuxième additionneur
35 comprend, en outre, pour entrée sommatrice « + » la valeur de consigne de position
R(s), cette valeur étant déterminée par le calculateur du véhicule automobile, en
fonction par exemple de paramètres mesurés dans la boucle d'air. Cette valeur de consigne
de position R(s) correspond à la valeur de consigne à laquelle l'on souhaite asservir
la position Y(s) de l'actionneur
1. Ainsi, la sortie du deuxième additionneur
35 correspond à la différence entre la consigne de position R(s) (sur l'entrée sommatrice
« + ») et la position Y(s) de l'actionneur (sur l'entrée soustractrice « - »), c'est-à-dire
à une erreur de position
ε(s) de l'actionneur
1, où ε(s) = R(s)-Y(s).
[0037] La valeur de consigne de position R(s) est aussi utilisée comme entrée d'une boucle
36 amplificatrice de gain
kf, dont la sortie est connectée à une entrée sommatrice « + » du premier additionneur
31.
[0038] En outre, la sortie du deuxième additionneur
35, c'est-à-dire l'erreur de position ε(s) de l'actionneur
1, sert d'entrée à une boucle
37 à action intégrale, réalisant une opération d'intégration, symbolisée par le bloc
« ∫ », parfois aussi symbolisée par un bloc «1/s », associée à un gain
ki. La sortie de cette boucle
37 à action intégrale est connectée à une entrée sommatrice « + » du premier additionneur
31. Ainsi, en fonction de l'ensemble de ses entrées sommatrices « + » et soustractrices
« - », le premier additionneur
31 détermine la commande en position U(s) à appliquer à l'actionneur
1.
[0039] Les gains
kf,
ki,
kp et
kd sont des valeurs statiques couramment déterminées par rapport à la fonction de transfert
G(s), préalablement connue, par exemple via l'application d'une méthode de placement
des pôles. Ces paramètres sont à titre d'exemple, déterminés par simulation via un
outil de mis au point du calculateur du véhicule automobile et/ou ajustés expérimentalement
au niveau du calculateur, par exemple en fonction du déroulement d'une série de tests
destinés à valider le cahier des charges du véhicule. Ces gains sont donc ici préconfigurés.
[0040] Comme il vient d'être décrit, on remarque que le dispositif
300 d'asservissement de position d'un actionneur
1 comprend notamment :
- des boucles de rétroactions 32, 33 sur la position Y(s) de l'actionneur 1, réalisées par un régulateur de type Proportionnel Dérivé ;
- une boucle 37 à action Intégrale réalisée sur l'erreur de position ε(s) de l'actionneur 1, avant l'élaboration de la commande de position U(s). Du fait de cette configuration,
on désigne couramment une telle boucle comme boucle anticipatrice.
[0041] Ainsi, la structure de ce type de dispositif
300 d'asservissement de position est parfois désignée sous la dénomination PD-I (acronyme
de « Proportionnel Dérivé - Intégral »). Une telle structure se distingue des régulateurs
PID (acronyme de « Proportionnel Intégral Dérivé ») courants, par le fait que seul
le terme intégral se situe sur l'erreur de position ε(s), tandis que les actions proportionnelle
et dérivée sont indexées uniquement sur la position Y(s) de l'actionneur
1. Ceci présente pour avantage de pouvoir découpler les performances en suivi de consigne
et les performances en rejet de perturbations. Ainsi, une telle structure d'asservissement
est réalisée dans des calculateurs de véhicules automobiles pour l'asservissement
en position des actionneurs
1.
[0042] Le dispositif
300 d'asservissement de position de la figure 3 comprend ici pour fonction de transfert
:
On remarque dans cette équation la présence au dénominateur du terme
e-ds, correspondant au retard pur de ce dispositif
300. C'est la présence de ce terme qui est à l'origine d'oscillations (voir par exemple
figure 2b) observées sur la position de l'actionneur
1 lorsque celui-ci essaye de suivre la consigne de position R(s).
[0043] Pour compenser ce retard, on ajoute alors au dispositif
300 précédemment décrit un compensateur de retard, tel un prédicteur
40 de Smith illustré en figure 4. Sur cette figure, le prédicteur
40 de Smith est de réalisé de la manière suivante.
[0044] La commande de position U(s) en sortie du premier additionneur
31 est utilisée comme entrée sommatrice « + » d'un troisième additionneur
41 et comme entrée d'un bloc
42 de retard pur de fonction de transfert
e-ds, la sortie de ce bloc de retard étant utilisé comme entrée soustractrice « - » du
troisième additionneur
41. L'utilisation bloc
42 de retard pur implique que le retard
d est connu. Celui-ci est en pratique estimé en appliquant sur l'actionneur
1 une entrée de type échelon et en observant sa sortie. Il peut être par la suite calibré
plus finement, lors de la mise au point du régulateur
4 de position.
[0045] Le troisième additionneur
41 calcule alors sa sortie à partir de son entrée sommatrice « + » et son entrée soustractrice
« - ». Cette sortie est connectée en entrée à un bloc
43 correcteur de fonction de transfert C(s).G(s) dont la sortie est utilisée comme entrée
soustractrice « - » du premier additionneur
31. Le terme C(s) désigne ici une fonction de transfert paramétrable propre au bloc
43 correcteur.
[0046] Avantageusement, la présence du prédicteur
40 de Smith permet d'extraire le retard pur
e-ds de la boucle de rétroaction
34 entre Y(s) et R(s), c'est-à-dire de la boucle fermée de la fonction de transfert
En effet, si l'on choisit pour la figure 4,
la fonction de transfert du système s'écrit alors :
On constate alors, dans cette équation, que le retard pur est à l'extérieur de la
boucle d'asservissement puisque le dénominateur ne dépend plus du terme
e-ds .
[0047] Avantageusement, ceci permet d'éliminer les oscillations observées sur la réponse
de l'actionneur
1. On remarque cependant ici que le retard pur
e-ds n'a pas disparu. Si l'on note H(s) la fonction de transfert en boucle fermée sans
ce retard pur telle que
il s'ensuit que
La fonction de transfert de ce système est donc égale à une réponse H(s) en boucle
fermée de l'actionneur
1, décalée dans le temps d'un retard pur
d. Suite à la réception de la commande de position U(s), on observera donc pour la
position Y(s) de l'actionneur
1 un suivi de la consigne de position R(s) proche de la figure 2a, avec un simple décalage
temporel et non plus des oscillations sur la position Y(s) de l'actionneur
1. Le retard pur
d n'a donc pas disparu, mais devient moins préjudiciable pour l'asservissement en position
de l'actionneur
1. L'utilisation d'un prédicteur
40 de Smith s'avère donc performante pour l'asservissement en position de l'actionneur
1. Cependant, ce prédicteur
40 nécessite un réglage fin et complexe de l'ensemble des paramètres de la fonction
de transfert H(s).
[0048] Pour parer à cet inconvénient, dans un mode de réalisation, on approxime alors la
fonction de transfert G(s) de l'actionneur
1 par un système du premier ordre :
où
k et
τ1 sont respectivement un gain statique et une constante de temps associés au système
du premier ordre, ces valeurs étant aussi propres à la fonction de transfert G(s)
de l'actionneur
1. Avantageusement, les variables
k et
τ1 sont aisément déductibles de l'actionneur
1. Ces variables sont par exemple déterminées par simulation via une approximation de
la fonction de transfert G(s), ou expérimentalement, en observant la réponse de l'actionneur
1 à un échelon appliqué en entrée de celui-ci.
[0049] On suppose, en outre, que
une telle approximation peut être réalisée lors du calcul des paramètres
kd et
ki déterminés lors de la mis en oeuvre du dispositif
300 d'asservissement de position d'actionneur
1 illustré sur la figure 3. Le produit C(s).G(s), c'est-à-dire la fonction de transfert
du bloc
43 correcteur, peut alors être approximé de la sorte :
où
τ2 est une constante de temps paramétrable.
[0050] Si on définit une fonction de transfert T(s) telle que :
on note qu'il suffit alors de paramétrer la constante de temps
τ2 à la valeur
pour approximer le produit C(s).G(s).
[0051] Par ailleurs, on observe que la fonction de transfert T(s) est le produit d'un intégrateur
de gain
ki (terme
), d'un filtre passe-haut de constante de temps
τ2 ayant pour fonction de transfert
et du gain statique
k de l'actionneur
1.
[0052] Suite à cette observation, dans un mode de réalisation représenté en figure 5, on
réalise le dispositif
300 d'asservissement précédemment décrit auquel on associe à un compensateur
50 de retard pur réalisé de la manière suivante.
[0053] La commande de position U(s) en sortie du premier additionneur
31 est utilisée comme entrée sommatrice « + » d'un troisième additionneur
41 et comme entrée d'un bloc
42 de retard pur de fonction de transfert
e-ds, la sortie de ce bloc de retard étant utilisé comme entrée soustractrice « - » du
troisième additionneur
41. Le troisième additionneur
41 calcule alors sa sortie à partir de son entrée sommatrice « + » et son entrée soustractrice
« - ». Cette sortie est connectée en entrée à un filtre
51 passe-haut. Avantageusement le filtre
51 passe-haut a pour fonction de transfert
où
τ1 est la constante de temps prédéterminée de l'actionneur
1 approximé par un système du premier ordre et où
[0054] La sortie du filtre
51 passe-haut est connectée à un amplificateur
52 de gain
k, où
k est le gain statique
k (prédéterminé) de l'actionneur
1.
[0055] Le filtre
51 passe-haut et l'amplificateur
52 sont donc dimensionnés à partir du système du premier ordre approximant la fonction
de transfert G(s) de l'actionneur 1.
[0056] La sortie de l'amplificateur
52 correspond alors à un terme de compensation de retard P(s). Cette sortie est utilisée
comme entrée soustractrice « - » pour le deuxième additionneur
35.
[0057] Avantageusement, comme exposé précédemment, les variables
kp et
ki sont préconfigurés lors de la réalisation du système d'asservissement. De même, le
gain statique
k et la constante de temps
τ1 sont des variables prédéterminées d'un système du premier ordre approximant la fonction
de transfert G(s) de l'actionneur
1. Ainsi, pour le compensateur
50 de retard pur, la seule grandeur restante à calibrer est la variable
τ2 du filtre
51 passe-haut.
[0058] Cette calibration est facilement réalisée en calibrant
τ2 à la valeur
La réalisation de ce compensateur
50 de retard pur est donc très rapide, facile à mettre en oeuvre, et n'implique pas
de complexité en termes de charge de calculs.
[0059] Avantageusement, grâce aux modes de réalisation précédemment décrits, la calibration
des systèmes d'asservissement de positions d'actionneurs se voient simplifiées, ce
qui permet d'obtenir un gain de temps lors de leurs mises au point.
[0060] Avantageusement, les modes de réalisation décrits ci-dessus sont applicables à tout
actionneur
1 de la boucle d'air d'un véhicule automobile, par exemple à une vanne/soupape pour
la recirculation des gaz d'échappement, ou encore à un papillon d'admission d'air
d'un turbocompresseur.
[0061] Ces modes de réalisations permettent d'obtenir un meilleur contrôle des actionneurs
1 dans la boucle d'air, et ainsi de limiter des phénomènes d'oscillations dans cette
boucle, tels des oscillations de pression de suralimentation, de débits d'air, ou
encore de couple moteur. Les performances de régulations du système d'air s'en voient
donc améliorées, ainsi que l'agrément de conduite. Par ailleurs, l'amélioration de
l'asservissement en position des actionneurs
1 permet de limiter les phénomènes de micro-actionnements dus à leurs oscillations
de position. Avantageusement, la durée de vie des actionneurs
1 s'en voit prolongée. De manière générale, la robustesse et la précision des systèmes
d'asservissement de positions d'actionneurs
1 se voient améliorées.