Brevet FR2562281A1 — publié le 19851004

La présente invention, concernant des mécanismes, est plus spécifiquement relative à un dispositif de régla- ge conçu pour assurer le synchronisme de plusieurs organes moteurs, et en particulier le synchronisme de cylindres hy- drauliques, ce dispositif comportant le positionnement pour choisir la vitesse de déplacement, variable dans le temps, des organes moteurs, un comparateur auquel sont ap- pliquées une grandeur pilote et la grandeur de réglage agissante, un dispositif de réglage produisant une grandeur de réglage, et un organe de réglage actionnant l'organe moteur, en particulier une soupape proportionnelle multi- voies. Dans un dispositif de réglage de ce genre, la vitesse de déplacement instantanée d'un organe moteur pi- lote est soustraite de la vitesse prescrite souhaitée dans le comparateur et la différence de vitesse est appli- quée au régulateur de vitesse de l'organe moteur pilote. Le régulateur de vitesse produit un signal de réglage pour l'organe pilote, qui est directement introduit dans ce der- nier, tandis qu'il est introduit dans chacun des organes moteurs suiveurs après addition d'une grandeur de réglage supplémentaire. La grandeur de réglage est obtenue, pour tous les organes moteurs suiveurs, dans un régulateur de synchronisme à partir du signal de différence des positions réelles instantanées desdits différents organes moteurs. Les positions instantanées desdits organes sont chaque fois produites par un élément intégrateur à partir des vitesses de déplacement instantanées des organes moteurs. Le régla- ge connu pour le synchronisme comporte des inexactitudes relativement grandes. Ceci est vrai en particulier pour le synchronisme de cylindres hydrauliques, qui présentent fondamentalement des défauts d'accompagnement quels qu'ils soient, de sorte que le dispositif de réglage connu peut causer une charge trop irrégulière entre le cylindre pilote et les cylindres suiveurs. L'invention a par conséquent pour objet d'établir un dispositif de réglage du genre exposé dans l'introduc- tion, permettant d'obtenir un réglage de synchronisme très exact et peu sensible, adapté en particulier au synchronis- me de plusieurs cylindres hydrauliques. Cet objet est réalisé conformément à l'invention. comme il sera exposé par la suite. Selon l'invention les dispositifs de réglage pré- sentent la même construction pour tous lesdits orbanes mo- teurs et par conséquent on ne fera plus de distinction entre l'organe moteur pilote et les organes moteurs suiveurs. Tandis que le système de réglage de synchronisme connu comporte déjà un défaut de synchronisme, si la vites- se de valeur prescrite est choisie comme étant constante, le système de réglage de synchronisme selon l'invention four- nit une erreur de synchronisme nulle, si les perturbations des différents circuits de réglage sont constantes et méme si la vitesse de valeur prescrite est régulièrement accélérée, quand il faut monter sur des rampes de vitesse. On décrira plus en détail ci-après, comme représen- té schématiquement sur la figure 1 un dispositif de réglage avec un régulateur de position et de vitesse sur chaque axe, et, avec référence à la figure 2, un disposltif de réglage avec un régulateur de position pour chaque organe moteur. Sur le schéma-bloc de la figure 1, les organes mo- teurs 10 et 20 doivent marcher au synchronisme. De préféren- ce il s'agit de cylindres hydrauliques dont le fluide sous pression est amené à une soupape proportionnelle multi- voies servant d'organe de réglage. Le dispositif de réglage appartenant à l'organe moteur 10 ou 20 n'est pas représenté en détail. Si le dispositif de réglage est commandé par une tension U1, l'organe moteur 10 exécute un mouvement avec une vitesse de déplacement qui représente la valeur réelle ins- tantanée de la vitesse de déplacement. Comme grandeur pilote, on applique dans le disposi- tif de réglage la vitesse prescrite Vs- Cette grandeur peut varier au cours du déplacement. A partir de le grandeur pi- - 2562281 lote Vs, on obtient dans un élément intégrateur 11 une au- tre grandeur pilote, à savoir la position instantanée Ws s du mécanisme. Les deux grandeurs pilotes Vs et Ws sont ap- pliquées au dispositif de réglage de l'organe moteur 10 et au dispositif de réglage de l'organe moteur 20. Chaque dispositif de réglage est construit de la même façon et constitué par un comparateur 12, un régulateur de position 13, un autre comparateur 14, un régulateur de vitesse 15, un réseau amplificateur 16, un comparateur 17 et un élément intégrateur 18. Le dispositif de réglage de l'organe moteur 20 est constitué par les mêmes éléments, à savoir par les com- parateurs 22, 24 et 27, ainsi que par un régulateur de posi- tion 23, un régulateur de vitesse 25, un réseau amplifica- teur 26 et un élément intégrateur 28. En ce qui concerne l'élément intégrateur 18 ou 28, il s'agit d'une partie constitutive de chaque organe mo- teur et non pas du dispositif de réglage; cet élément inté- grateur intègre la vitesse instantanée V à la position ins- tantanée Y de l'organe moteur. Il représente seulement la corrélation physique entre la vitesse V et la position Y d'un mouvement quelconque. Le comparateur 12 reçoit la position prescrite Ws et la position instantanée Y1 de l'organe moteur, qui est obtenue dans l'élément intégrateur 18 à partir de la vites- se de déplacement V1 de l'organe moteur. La position instan- tanée Y1 est soustraite de la position prescrite Ws et la différence el est appliquée au régulateur de position 13 qui, à partir de là produit le signal UP1. Dans le comparateur 14, on obtient, par addition du signal de sortie UP1 et de la vitesse prescrite Vset par soustraction de la vitesse de déplacement instantanée V1, un signal d'entrée pour le régulateur de vitesse 15. Le ré- gulateur de vitesse fournit un signal de réglage UV1, au- quel est ajouté, dans le comparateur 17, le signal de vitesse de valeur prescrite modifié par le réseau amplificateur 16, qui est alors appliqué comme tension U1 au dispositif de réglage de l'organe moteur 10. de position Les comportements de commande du régulateur'13, du régulateur de vitesse 15 et du réseau amplificateur 16 doivent être fixés de façon que le réglage procure un ré- sultat global aussi bon que possible. Pour cela le régula- teur de position 13 et le régulateur de vitesse 15 peuvent être choisis comme habituellement. De préférence le régula- teur de position 13 est un régulateur de différence propor- tionnel et le régulateur de vitesse 15, un régulateur de différence proportionnel et intégral. Ceci s'applique en particulier aux organes moteurs à comportement linéaire, pour lesquels la dynamique de tous les organes moteurs de- vrait être autant que possible rendue identique grâce à la constitution correspondante des régulateurs. Par contre le réseau amplificateur 16 devrait comporter un comportement de transfert inverse comparative- ment à l'organe moteur correspondant 10, y compris le dis- positif de réglage. Le signal de vitesse de valeur prescri- te modifiée fourni par le réseau amplificateur 16 doit mo- difier la grandeur de réglage UV1 du régulateur de vitesse - 15 dans une mesure plus que proportionnelle, de façon que la réaction du dispositif de réglage, et par suite dudit organe moteur, soit accélérée. Si donc la fonction de trans- fert du réseau amplificateur 16 est inverse dans le cas idéal, c'est-àdire inversement proportionnelle au produit des fonctions de transfert du dispositif de réglage et dudit organe moteur, un comportement pilote idéal est alors as- suré. Si cette condition est remplie, l'erreur statique sur la grandeur de sortie el du comparateur 12 devient nul- le avec une vitesse prescrite constante Vs et un synchronis- me idéal sera assuré. Ceci est particulièrement vrai lors- que le régulateur de vitesse 15 n'inclut pas une partie inté- gratrice, soit donc s'il s'agit d'un régulateur proportion- nel et différentiel. Si le régulateur de vitesse 15 inclut une partie intégratrice, l'erreur statique el devient également nulle pour une vitesse prescrite avec accélération uniforme. Le dispositif de réglage exposé, qui est cons- truit et qui travaille de la même façon pour chaque organe moteur individuel, permet un synchronisme insensible aux perturbations de tous les organes moteurs dont chacun est réglé indépendamment des autres. Pour un réglage correspon- dant des régulateurs 13, 15 et 16, on peut obtenir, pour chaque organe moteur individuel, une dynamique largement identique circuit de réglage, de sorte que les diffé- rents organes moteurs sont chargés sensiblement également. Si les conditions imposées à l'exactitude du ré- glage du synchronisme ne sont pas trop sévères, on peut aussi choisir une forme simplifiée fonctionnant sans régu- lateur de vitesse. Sur la figure 2 on a représenté un sché- ma-bloc dans lequel les parties de construction homologues sont pourvues des mêmes repères. Sur la figure2, dans l'or- gane intégrateur 11 on forme à nouveau, à partir de la vi- tesse de déplacement prescrite Vs pour l'organe moteur 10, la position prescrite Ws à partir de laquelle, dans le compa- rateur 12, la position instantanée obtenue dans l'élément intégrateur 18 à partir de la vitesse de déplacement V* de l'organe moteur 10 est soustraite, à la suite de quoi, dans le régulateur de position, un signal de sortie est formé à partir du signal d'entrée el, ce signal de sortie étant ap- pliqué au comparateur 19. Le signal de vitesse prescrite Vs modifié dans le réseau amplificateur 16 est ajouté au susdit signal de sortie. Le signal U1, formé de cette façon, commande l'organe de réglage de l'organe moteur 10. Le ré- seau amplificateur 16 présente, ici aussi, un comportement de transfert inverse par rapport au dispositif de réglage et à l'organe moteur. Pour simplifier, le comportement de transfert inverse peut être rendu de manière approchée par une amplification statique du réseau amplificateur 16, qui correspond à la valeur inverse de l'amplification de l'or- gane de réglage et de l'organe moteur. Avec ce dispositif de réglage également, on obtient une exactitude supérieu- re à celle des réglages de synchronisme habituels, même si l'erreur statique de la tension d'entrée el n'est plus nulle pour le régulateur de position 13 avec une vitesse prescrite préfixée et constante Vs. REVENDICATIONS 1. Dispositif de réglage pour assurer le synchro- nisme de plusieurs organes moteurs, en particulier le syn- chronisme de cylindres hydrauliques, ce dispositif compor- tant un positionnement pour choisir la vitesse de déplace- ment, variable dans le temps, des organes moteurs, un compa- rateur auquel sont appliquées une grandeur pilote et les grandeurs de réglage agissantes, un régulateur produisant une grandeur de réglage, et un organe de réglage actionnant l'organe moteur, caractérisé en ce qu'il est prévu, pour chaque organe moteur: a. un régulateur de position (13, 23), auquel est appliquée, par le comparateur correspondant (12; 22), la position de valeur prescrite obtenue dans un organe intégra- teur (11) en fonction de la vitesse de déplacement prescri- te, pour tous les organes moteurs comme grandeur pilote, et auquel la position instantanée de l'organe moteur correspon- dant (10, 20) est appliquée; b. un réseau amplificateur (16, 26), auquel est appliquée la vitesse de valeur prescrite et dont le retard, conditionné dans le temps par le comportement de transfert de l'organe de réglage et de l'organe moteur correspondant, est compensé; et c. un organe d'addition (17, 27; 19, 29) entre le régulateur de position et l'organe de réglage de l'organe moteur pour introduire le signal de sortie du réseau ampli- ficateur (16, 26) dans la grandeur de réglage à appliquer à l'organe moteur. 2. Dispositif de réglage sleon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal de sortie du réseau amplifi- cateur est choisi de façon que la différence entre la posi- tion de l'organe moteur et la position prescrite de l'orga- ne moteur soit minimale. 3. Dispositif de réglage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un régulateur de vitesse (15, 25) avec un comparateur (14, 24) soit chaque fois disposé entre le régulateur de position (13, 23) et l'organe d'addition (17, 27), auquel sont appliquées, comme valeur instantanée, la vitesse de l'organe moteur considéré, comme grandeur de guidage, la vitesse prescrite commune à tous les orga- nes moteurs, et le signal de sortie du régulateur de po- sition concerné. 4. Dispositif de réglage selon la revendication 3, caractérisé en ce que le signal de sortie du réseau amplifi- cateur est choisi de façon que la différence entre la vi- tesse de déplacement de l'organe moteur et le signal d'en- trée du régulateur de vitesse soit minimale.