Brevet FR2727782A1 — publié le 19960607

L'invention concerne un procédé pour appliquer, à un dispositif ou à une installation, un flux de force ou d'énergie alternant, pulsé ou commandé de façon cadencée, à la manière d'un bruit de façon stochastique. Ce flux de force ou d'énergie peut être également superposé à un autre flux de force ou d'énergie. D'après la demande de brevet allemand DE 35 39 558 C2, il est connu, en liaison avec le fonctionnement de machines électriques, de transformateurs, de bobines d'inductance, de condensateurs, moyennant l'utilisation d'appareils électroniques de puissance commandés de façon cadencée, de vobuler la fréquence de cadence au moins dans une gamme prédéterminée de fréquences, pour éviter des émissions acoustiques indésirables ou des spectres de parasitage électromagnétiques, notamment lorsque lesdites installations et lesdits appareils sont disposés dans un espace ou dans un corps commun, apte à entrer en oscillations. La vobulation de la fréquence de cadence permet d'éviter dans une large mesure le risque d'une excitation à la résonance des surfaces des parois de l'espace ou du corps, avec comme conséquence le fait qu'il n'apparaît aucune émission acoustique ou aucune émission acoustique notable. D'une manière particulièrement préférée, d'après la demande de brevet allemand DE 35 39 558 C2, il est prévu de prendre des dispositions pour détecter les conditions respectives du milieu ambiant. En particulier, il faut mesurer et analyser les bruits du milieu ambiant et utiliser l'analyse spectrale obtenue pour influer sur la vobulation, de sorte que l'émission acoustique possède approximativement le même spectre que le bruit de fond du milieu ambiant. De cette manière, les bruits produits par l'installation ou par l'appareil respectif ont une sonorité similaire à celle du bruit de fond général. La fréquence de cadence vobulée peut être produite grâce au fait qu'un générateur de bruits est raccordé, par l'intermédiaire d'un filtre passebas et d'un limiteur de tension déterminant l'excursion de fréquence, à une entrée du circuit additionneur, dont la seconde entrée est reliée à une source de tension fixe, qui prédétermine la fréquence centrale, et qu'à la sortie du circuit additionneur est raccordé un convertisseur tension-fréquence, à la sortie duquel peut être prélevée la fréquence de cadence vobulée. Au lieu de cela, il est également possible de raccorder un générateur de signaux aléatoires et un générateur de nombres fixes comportant un nombre de bits plus élevé que le générateur de signaux aléatoires, à des entrées séparées d'un additionneur, qui influe, au moyen de sa sortie, de façon à déterminer la limite de comptage, sur un compteur commandé de façon cadencée par un générateur de cadence fixe et dont le dépassement de capacité, côté sortie, correspond à la fréquence de cadence vobulée. Le générateur de signaux aléatoires peut être commandé en fonction d'un circuit d'analyse du bruit. La fréquence vobulée, qui est produite de cette manière, est envoyée en tant que fréquence de cadence à des appareils et à des machines. Lors de la commande d'organes électriques de réglage de soupapes à action proportionnelle et analogues, il est connu de moduler le signal de commande avec une fréquence supérieure afin d'exciter l'organe de commande pour l'obtention d'un certain "déplacement de tremblottement". De ce fait, l'influence du frottement d'adhérence lors de l'actionnement de l'organe de commande peut être réduite ou éliminée. Mais des bruits indésirables peuvent apparaître. L'invention a pour but de perfectionner le procédé du type indiqué plus haut, notamment pour des applications électro- hydrauliques, par exemple l'envoi d'un courant électrique à des organes de réglage électromagnétiques de soupapes à action proportionnelle. Ce problème est résolu conformément à l'invention grâce au fait que le bruit possède une distribution spectrale d'amplitude ou d'intensité, qui est sensiblement l'inverse de la réponse en fréquence d'amplitude d'un paramètre perturbateur du dispositif ou de l'installation. L'invention est basée sur l'idée générale consistant à augmenter l'intensité du bruit dans les gammes de fréquences, dans lesquelles le risque d'excitation perturbatrice à la résonance est particulièrement faible ou bien qui sont relativement éloignées de fréquences de résonance. Étant donné que, conformément à l'invention, la transmission de force ou d'énergie s'effectue d'une manière renforcée dans de telles gammes de fréquences, dans lesquelles les oscillations ont des amplitudes, qui tout au plus sont faibles, il est possible d'obtenir un fonctionnement avec particulièrement peu de bruit. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la Figure 1 montre une représentation en forme de schéma d'une installation; - la Figure 2 représente un schéma-bloc d'une première forme de réalisation d'un calculateur; - la Figure 3 montre une représentation correspondante d'une seconde forme de réalisatiorn. La Figure 1 fournit une représentation en forme de schéma d'un système hydraulique, dans lequel dans la canalisation d'alimentation d'un appareil d'utilisation est montée une soupape à action proportionnelle, dont l'organe de réglage électromagnétique est chargé, conformément à l'invention, par un courant électrique. Une source de pression, qui est formée par une pompe 2, reliée côté aspiration à un réservoir hydraulique 1, ainsi que par un accumulateur de pression 3, raccordé sur le côté refoulement de la pompe 2, est reliée par l'intermédiaire d'une soupape à action proportionnelle 4 à commande électromagnétique, à un appareil d'utilisation 5, à partir duquel le fluide hydraulique est renvoyé au réservoir 1 - éventuellement par l'intermédiaire d'une autre soupape à action proportionnelle, non représentée. La soupape à action proportionnelle 4 est commandée au moyen d'un régulateur électronique 6, qui est relié côté entrée à un capteur de pression 7 et reçoit, à partir de là, des signaux, qui reproduisent la pression hydraulique au niveau du côté entrée de l'appareil d'utilisation 5. En supplément ou à titre de variante, le régulateur 6 peut être relié coté entrée à un capteur 8, qui produit des signaux reproduisant l'état de fonctionnement de l'appareil d'utilisation 5. Éventuellement, un autre capteur de pression 9 peut être disposé sur le côté entrée de la soupape à action proportionnelle 4 et est relié au côté entrée du régulateur 6, de sorte que pour la régulation, on dispose également de signaux, qui représentent la pression en amont de la soupape à action proportionnelle 4. Côté sortie, le régulateur 6 commande un circuit d'attaque , qui pour sa part applique un courant électrique à l'unité de réglage électromagnétique 4' de la soupape à action proportionnelle 4 de telle sorte que cette dernière soit amenée dans la position respectivement "désirée" par le régulateur 6, notamment une position intermédiaire entre l'état complètement fermé et l'état complètement ouvert. Conformément à l'invention, le courant électrique, qui charge l'unité de réglage 4' et qui peut être superposé à un autre courant commun, est alternatif et/ou pulsatoire ou commandé de façon cadencée, l'amplitude et/ou la fréquence des pulsations ou de la cadence et/ou les durées des impulsions changeant à la manière d'un bruit, dont la distribution spectrale d'intensité est sensiblement inverse de la réponse en fréquence d'amplitude d'un spectre ou paramètre de perturbation de la soupape à action proportionnelle 4 ou du système hydraulique représenté ou de l'agencement mécanique de parties du système. Ceci est équivalent au fait que des fréquences, pour lesquelles les oscillations mécaniques peuvent être relativement aisément déclenchées au niveau de la soupape à action proportionnelle 4 ou dans le système hydraulique, doivent posséder seulement une intensité particulièrement faible ou qui s'annule, à l'intérieur du spectre de bruit. Éventuellement, les capteurs 7 à 9 peuvent être agencés de manière à pouvoir détecter la fréquence et l'intensité ou l'amplitude d'oscillations et à pouvoir retransmettre des signaux correspondants au régulateur 6. Par conséquent, le régulateur 6 peut commander de façon correspondante le circuit d'attaque 10 de telle sorte que dans le spectre de bruit, des fréquence!s situées au voisinage de fréquences d'oscillations parasites ou présentant un bruit intense dans le système hydraulique soient supprimées. Conformément à la Figure 2, le régulateur 6 comporte un circuit de régulation 600 en principe usuel, qui est relié côté entrée aux sorties des capteurs 7 à 9. Les signaux de ces capteurs sont comparés par le circuit de régulation à des valeurs de consigne prédéterminées ou devant être prédéterminées. En tant que résultat de cette comparaison, le circuit de calcul 600 délivre, à sa sortie, un signal numérique, qui reproduit la position respectivement désirée de la soupape à action proportionnelle 4 (voir Figure 1). Ce signal est envoyé à une entrée d'un circuit additionneur 601. En outre, le régulateur 6 comporte un générateur numérique de bruit 602, c'est-à-dire que sur le côté sortie du générateur 602 est présent un spectre de bruit, qui est représenté par des signaux numériques. Toutes les fréquences du spectre de bruit possèdent la même intensité. Ce bruit représenté sous forme numérique est envoyé à un filtre numérique 603, qui affaiblit différemment les différentes fréquences du spectre de bruit de sorte que le spectre de bruit qui est présent sur le côté sortie du filtre 603, possède une distribution spectrale d'amplitude ou d'intensité, qui est sensiblement l'inverse de la réponse en fréquence d'amplitude d'un paramètre de perturbation du système représenté sur la Figure 1. Par conséquent, il en résulte que des fréquences ou des gammes de fréquences du spectre de bruit sont d'autant plus affaiblies que le risque est grand que des oscillations mécaniques ou des oscillations de pression hydrauliques possédant la fréquence respective puissent exciter des résonances au niveau de la soupape 4 ou dans le système hydraulique de la Figure 1. Le spectre de bruit modifié par le filtre 603 est envoyé à une autre entrée du circuit additionneur 601, qui produit par conséquent, à sa sortie, des signaux qui représentent une superposition du signal de sortie du circuit de régulation 600 avec le spectre de bruit du filtre 603. Ce signal est envoyé à un convertisseur numérique/analogique 604 de sorte que sur le côté sortie de ce convertisseur est présent un signal analogique qui délivre d'une part un bruit et d'autre part un signal utile possédant un niveau qui varie d'une manière analogue à la position désirée de la soupape à action proportionnelle 4 (voir Figure 1). La sortie du convertisseur numérique/analogique 604 est reliée au circuit d'attaque 10, qui est agencé sous la forme d'un amplificateur usuel de commutation, par exemple du type Rexroth FTE 0031. Par conséquent, on dispose d'un signal de réglage convenant pour commander la soupape à action proportionnelle 4 (voir Figure 1). La forme de réalisation de la Figure 3 diffère de la forme de réalisation de la Figure 2 uniquement par le fait que le spectre de bruit est produit différemment. Ici, le régulateur comporte une mémoire 605, dans laquelle une multiplicité d'oscillations différentes, par exemple d'oscillations sinusoïdales, ayant des fréquences différentes sont mémorisées, sous la forme d'un "tableau", à la manière d'un spectre de bruit. Les valeurs pour les intensités de ces fréquences sont mémorisées conjointement avec ces dernières de telle sorte que l'on obtient globalement un spectre de bruit possédant la distribution spectrale désirée d'amplitude et d'intensité. Sur le côté sortie de la mémoire 605, on dispose par conséquent de signaux semblables à ceux obtenus sur le côté sortie du filtre 603 de la Figure 2. Le bruit ou les signaux à large bande, qui ressemblent à un bruit, peuvent être produits de multiples façons, par exemple: - au moyen d'une séquence pseudo-aléatoire, - par des impulsions, dont les fréquences ou les fréquences de cadence et/ou les durées et/ou les amplitudes sont modulées à la manière d'un bruit, - au moyen d'un signal d'alternance, dont la fréquence est modifiée en permanence (modulation de fréquence), également indépendamment du signal utile instantané, la fréquence dépendant notamment de l'amplitude du signal utile, lorsque ce dernier est produit au moyen d'une modulation d'impulsions en durée, - un signal produit de façon synthétique, qui est produit par exemple dans un calculateur et, pour la commande, est lu dans une mémoire, ce signal pouvant être constitué par environ 50 oscillations sinusoïdales superposées, dont les fréquences et/ou les amplitudes peuvent être prédéterminées le cas échéant. La distribution spectrale désirée du bruit peut être produite ou modifiée par filtrage de ces signaux, les filtres possédant une caractéristique de fréquence devant être prédéterminée, inverse de la réponse en fréquence des paramètres perturbateurs. Éventuellement, on peut modifier le procédé, sans réduction importante de la qualité, de telle sorte que la fréquence de cadence ou la fréquence des impulsions du flux de force ou d'énergie varie en permanence à l'intérieur de gammes de fréquences préférées, insensibles aux parasitages. Il est approprié d'utiliser plus ou moins fréquemment les différentes gammes de la fréquence de cadence ou de la fréquence des impulsions en fonction de leur sensibilité au parasitage. En dehors de la transmission d'une énergie électrique, le procédé selon l'invention peut être également utilisé pour une transmission de force ou d'énergie mécanique et/ou fluidique. Le procédé selon l'invention est également avantageux lors de la désaimantation de matériaux magnétiques. REVENDICATIONS 1. Procédé pour appliquer, à un dispositif ou à une installation, un flux de force ou d'énergie alternant, pulsé ou commandé de façon cadencée, à la manière d'un bruit de façon stochastique à la manière d'un bruit, caractérisé en ce que le bruit possède une distribution spectrale d'amplitude ou d'intensité, qui est sensiblement l'inverse de la réponse en fréquence d'amplitude d'un paramètre perturbateur du dispositif ou de l'installation. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que sur le dispositif ou dans l'installation sont disposés des capteurs (7,8,9), à l'aide desquels des oscillations peuvent être détectées du point de vue fréquence et amplitude ou intensité, et que des gammes de fréquences, qui sont situées à proximité de la fréquence d'oscillations indésirables, sont supprimées ou éliminées dans le spectre de bruit. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le niveau du flux de force ou d'énergie est modulé par le bruit. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la fréquence de cadence ou des impulsions du flux de force ou d'énergie est modulée par le bruit. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le bruit est superposé à une modulation d'impulsions en durée du flux de force ou d'énergie. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on modifie en permanence la fréquence de cadence ou la fréquence des impulsions du flux de force ou d'énergie à l'intérieur de gammes de fréquences prédéterminées ou préférées, insensibles aux perturbations. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la fréquence de cadence ou la fréquence des impulsions du flux de force ou d'énergie varie en permanence, les différentes gammes de fréquences étant utilisées fréquemment différemment en fonction de la sensibilité aux perturbations. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le flux de force ou d'énergie est superposé à un autre flux de force ou d'énergie, notamment un courant utile.