Brevet FR2323183A1 — publié le 19770401

La présente Invention, dfie à la collaboration de Monsieur Ladislav SLEHOFER, se rapporte aux circuits d'asservissement ob le paramètre variable est comparé à un signal de consigne et. concerne plus particulièrement les asservissements proportionnels. On connaît les inconvénients des asservissements tout ou rien dont l'action n'apparait que lorsque le paramètre variable a dépassé la valeur de la consigne. Selon la vitesse de variation du paramètre considéré, l'inertie, l'équipement asservi et l'hystérésis, il s'introduit dans l'équipement des phénomènes de pompage plus ou moins importants autour de la valeur de consigne, ces phénomènes pouvant amener des désagréments dans l'utilisation. I1 existe des asservissements proportionnels qui permettent de pallier totalement ces défauts et d'atteindre la valeur de consigne sans pompage, dans un temps minimum. Dans les asservissements de ce type très élaborés, un élément d'entrée est constitué par la dérivée du paramètre variable de l'entrée, ce qui nécessite en général des équipements couteux et difficiles à mettre en oeuvre. L'invention vise à créer un asservissement qui tout en n'étant pas beaucoup plus compliqué qu'un asservissement tout ou rien, assure la fonction d'un asservissement proportionnel. Elle a donc pour objet un asservissement comportant un comparateur dont une première entrée est connectée à des moyens pour engendrer un signal correspondant à une valeur de consigne, et dont une seconde entrée est connectée à des moyens pour engendrer un signal correspondant à une valeur à asservir, la sortie dudit comparateur étant connectée à des moyens de commande d'un élément asservi, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens pour appliquer à ladite seconde entrée dudit comparateur, en combinaison avec le signal correspondant à la valeur à asservir, un signal qui est la somme algébrique du signal correspondant à la valeur à asservir et de sa dérivée. D'autres caractéristiques de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre. Au dessin annexé, donné uniquement & titre d'exemple - la Fig. 1 est une vue schématique d'un premier mode de réalisation d'asserVissement suivant l'invention - la Fig. 2 est une vue schématique d'une variante de l'asservissement de la Fig. 1 - la Fig. 3 est une vue schématique du circuit de la Fig. 2, appliqué à un asservissement en vitesse d'un séhi- cule automobile. -Le circuit représenté à la Fig. 1 comporte un élément asservi constitué par un potentiomètre 1 connecté entre une source de tension positive et la masse. Le curseur du potentiomètre 1 est connecté, par une résistance 2 , à une entrée d'un comparatear Ç . L'autre entrée du comparateur 3 est ~ connectée au curseur d'un potentiomètre 4 destiné à appliquer au comparateur un signal correspondant à une valeur de consigne. La sortie du comparateur 3 change d'état suivant que le signal transmis par la résistance 2 est super-ieur ou- infé- rieur au signal de consigne qu'il reçoit du potentiomètre 4. La sortie du comparateur 3 est connectée à un amplificateur de puissance 5 qui commande un élément d'asservissement 6, par exemple un moteur électrique par l'intermédiaire d'un relais 7 de mise en circuit ou hors circuit de l'alimentation du moteur 6. Le moteur 6 est couplé au curseur du potentiomètre 1 dont la position reflète à chaque instant lapositionde l'arbre de sortie du moteur. Un tel asservissement est un asservissement tout ou rien qui pompe nécessairement autour de la valeur de consigne, car le moteur est alimenté à plein régime dans chaque sens tant que l'on se trouve d'un côté ou de l'autre de la valeur de consigne établie par le potentiomètre 4. Afin d'éviter ce pompage, suivant l'invention, on a ajouté au circuit précité en parallèle avec la résistance 2 , un amplificateur 8 entre le curseur du potentiomètre 1 et l'entrée correspondante du comparateur 3. L'amplificateur 8 a ses deux entrées - connectées au curseur du potentiomètre 1, l'une par l'intermédiaire de deux résistances 9, 10 de même valeur R en série, avec un condensateur 11 branché entre le point de jonction des résistances 9 et 10 et la masse et l'autre par l'intermediaire d'une résistance 12 de valeur 2R. La résistance 9 et le condensateur il constituent un intégrateur du signal à asservir. Le fonctionnement du circuit qui vient d'être décrit est le suivant. Le signal provenant du potentiomètre 1 est transmis au comparateur 3 - par voie directe, parla résistance 2 et par voie indirecte comportant l'amplificateur 8 et ses deux circuits d'entrée 9, 10, 11 et 12. Si la constante de temps RC du circuit intégrateur 9, 11 est bien déterminée, en fonction des réponses dynamiques de la charge, a) lorsque le phénomène d'entrée est invariable ou varice très lentement, l'amplificateur 8 voit le même signal sur ses deux entrées et délivre un signal nul de sort que le ;omparateur 3 ne reçoit à son entrée connectée au potentiomètre 1 que le signal à asservir qui lui est transmis par la résistance 2; b) lorsque le phénomène d'entrée varie dans un sens ou dans l'autre, l'amplificateur 8 voit, pendant la variation,-une différence de signal à ses entrées, la constante de temps RC du circuit 9, 11 introduisant un retard à la variation du signal à l'entrée 9 correspondante par rapport à l'autre entrée .L'amplificateur8 délivre alors un signal d'amplitude et de signe correspondant à la vitesse et au sens de variation du phénomène. Si l'on ajoute ce signal de correction au signal principal à l'entrée du comparateur 3, celui-ci déclenche l'ordre de correction avant que ltélément asservi 1 n'atteigne la valeur de consigne et cela d'autant plus tôt que le signal varie plus rapidement. Au voisinage de la valeur de consigne,ltordre n'est plus permanent, mais pulsé, introduisant de ce fait une modulation dans la vitesse du moteur 6 d'asservissement. Le résultat permet d'atteindre par ce biais la valeur de consigne et d'y rester sans pompage. La Fig 2 montre une variante de l'asservissement représenté à la Fig. 1. Cette variante repose sur le fait qu'il est possible d'utiliser la même voie pour amplifier le signal et créer l'anticipation, ce qui économise des éléments et facilite le réglage. Le circuit de la Fig. 2 diffère de celui de la Fig. 1 en ce qu'il comporte un circuit intégrateur formé d'une résistance 13 et d'un condensateur 14 connectés dans le circuit de réaction de l'amplificateur 8, le point de jonction des composants 13 et 14 du circuit RC étant connecté à l'entrée de l'amplificateur 8 qui n'est pas connectée au potentiomètre 1, par une résistance 15. Ici, comme dans l'exemple précédent, si le signal delivré par le potentiomètre 1 ne varie pas, le gain de l'amplificateur 8 est constant et la sortie ne varie pas. Si le signal d'entrée de l'amplificateur 8 varie, la constante de temps du circuit 13, 14 modifie le gain de l'amplificateur pendant la variation et sa sortie est augmentée ou diminuée d'une valeur dont l'amplitude et le signe sont fonction de la vitesse et du sens de variation de l'entrée. On crée donc ainsi un phénomène d'anticipation efficace si la constante de temps du circuit RC 13, 14 a été bien choisie eu égard au système que l'on désire asservir. I1 est actuellement possible de réaliser des amplificateurs d'asservissement en vitesse, position, température, etc..., à l'aide d'un circuit de ce type réalisé à partir d'amplificateurs de circuits intégrés disponibles dans.Ie commerce, du type LM 3900, par exemple. La Fig. 3 représente un exemple concret d'application, à titre purement indicatif et non limitatif. Il s'agit d'un asservissement en vitesse d'un véhicule automobile. L'asservissement représenté à la Fig. 3 est semblable à celui de la Fig. 2. I1 comprend en outre un générateur d'impulsions 16 lié à une roue R d'un véhicule.automobile et est connecté à une entrée de l'amplificateur 8, par l'intermédiaire d'un intégrateur 17. A la sortie de-l'intégrateur 17, on dispose d'une tension proportionnelle à la vitesse du véhicule. Après amplification par l'amplificateur 8, cette tension est comparée à une tension de consigne délivrée par le potentiomètre 4 dont le curseur est manoeuvré par le conducteur du véhicule. Selon que le signal de consigne est supérieur ou inférieur au signal de vitesse, le comparateur 3 délivre un signal correspondant à un "1" ou à un "O". Ce signal sert à commander, par lintermediaire de l'amplificateur de puissance 5, le moteur d'asservissement 6 lié à la commande des gaz du moteur du véhicule. Le moteur 6 ainsi asservi, assure l'ouverture ou la fermeture de l'admission pour obtenir la vitesse affichée sur le potentiombtre 4, sans intervention du conducteur. REVENDICATIONS 1. Asservissement comportant un comparateur dont une première entrée est connectée & des moyens pour engendrer un signal correspondant à une valeur de consigne, et dont une seconde entrée est connectée à des moyens pour engendrer un signal correspondant à une valeur à asservir, la sortie dudit comparateur étant connectée à des moyens de commande d'un élément asservi, caracté- risé en ce qu'il comporte en outre des moyens (8, 9, 10, 11, 12 8, 13, 14, 15) pour appliquer à ladite seconde entrée dudit comparateur (3) en combinaison avec le signal correspondant à la valeur à asservir un signal qui est la somme algébrique du signal correspondant à la valeur à asservir et de sa dérivée. 2. Asservissement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens pour appliquer à ladite seconde entrée du comparateur (3) un signal qui est la somme algébrique du signal correspondant à la valeur à asservir et de sa dérivée i, comportent un amplificateur différentiel 18) dont une entrée est connectée d la sortie desdits moyens (1) pour engendrer le signal à asservir par l'intermédiaire d'un circuit intégrateur formé d'une première résistance (9) et d'un conden sateur (11), le point cornmun à ces deux composants étant connecté à ladite entrée de l'amplificateur (8) par une seconde résistance (10), l'autre entrée dudit amplificateur étant connectée auxdits moyens pour engendrer le signal à asservir par une résistance (12), la sortie de l'amplificateur (8) étant connectée à ladite seconde entrée dudit comparateur (3) qui est également connectée directement à la sortie desdits moyens (1) pour engendrer le signal à asservir. 3. Asservissement suivant la revendication 1, caractérisé entre que lesdits moyens pour appliquer à ladite seconde entrée du comparateur (3) un signal qui est la somme algébrique du signal correspondant à la valeur à asservir et de sa dérivée , comportent un amplificateur (8) dont une entrée est connectée directement à la sortie desdits moyens (1) pour engendrer le signal à asservir, un circuit intégrateur formé d'une résistance (13) et d'un condensateur (14) étant inséré dans le circuit de contre-réaction dudit amplificateur, une résistance (15) reliant ledit circuit (RC) à une autre entrée dudit amplificateur.