Brevet FR3118670A1 — publié le 20220708

Procédé de commande d’un ensemble d’actionnement (1) électrique, le procédé comprenant les étapes suivantes : - appliquer une pluralité de premiers efforts de sortie connus et enregistrer une pluralité de premières intensités d’entrée pour un premier sens de mouvement de la sortie ; - établir par interpolation une première fonction de caractéristique ; - appliquer une pluralité de deuxièmes couples de sortie connus et enregistrer (2) une pluralité de deuxièmes intensités d’entrée pour un deuxième sens de mouvement de la sortie opposé au premier sens ; - établir par interpolation une deuxième fonction de caractéristique ; - établir à partir de la première fonction de caractéristique, de la deuxième fonction de caractéristique, d’une constante magnétique du moteur (11) et d’un rapport de réduction du réducteur (12), un coefficient de correction de commande ; -commander l’ensemble d’actionnement (1) en appliquant le coefficient de correction de commande. FIGURE DE L’ABREGE [Fig. 1] Procédé de commande d’un ensemble d’actionnement La présente invention concerne le domaine des actionneurs et plus particulièrement la commande des actionneurs comprenant un réducteur mécanique. ARRIERE PLAN DE L’INVENTION Il est connu de commander la rotation d’une articulation à l’aide d’un ensemble d’actionnement électrique piloté par une unité de commande. Un tel ensemble comprend généralement un contrôleur de courant relié à un actionneur constitué d’un moteur couplé à un réducteur dont la sortie rotative actionne l’articulation. Pour des applications d’équilibrage partiel ou total d’une masse à manipuler, il est courant de commander l’ensemble d’actionnement pour qu’il exerce un couple de sortie. Pour ce faire, l’unité de commande détermine une consigne d’intensité qui est envoyée au contrôleur de courant. Le contrôleur de courant applique alors un courant d’intensité égale à la consigne de courant au moteur qui génère un couple moteur. Ce couple moteur est appliqué à l’entrée du réducteur qui produit un couple de sortie. Le courant de consigne est généralement déterminé en divisant une valeur cible de couple moteur-déterminée selon les caractéristiques du réducteur de consigne-par la constante électromagnétique du moteur qui lie proportionnellement le couple moteur et l’intensité appliquée selon une relation de la forme : Cmot=K*Imot Où : Cmot est le couple moteur Imot est l’intensité appliquée en entrée du moteur K est la constante électromagnétique du moteur fournie par le fabricant du moteur. La constante électromagnétique du moteur fournie par les constructeurs est généralement trop peu précise pour être utilisable dans des applications en boucle ouverte pour lesquelles la maitrise du couple de sortie est importante telle que des applications de télé opération ou d’amplification d’effort maître (cobots). Enfin, on peut également constater une incertitude du contrôleur de courant entre la valeur du courant de consigne qu’il reçoit et la valeur du courant de consigne qu’il génère. En effet, la valeur du courant de consigne généré par le contrôleur de courant peut varier d’un exemplaire de contrôleur de courant à l’autre, varier au cours du temps ou dépendre de la température par exemple. Ces imprécisions rendent difficile l’utilisation de tels système d’actionnement dans des applications qui requièrent une grande précision dans les efforts de sortie appliqués. Enfin, la différence entre la caractéristique liant le signal d’entrée (intensité électrique ou couple mécanique) et le couple de sortie selon que la sortie de l’actionneur se déplace dans un sens ou dans l’autre contribue à l’imprécision de l’équilibrage d’un tel actionneur. OBJET DE L’INVENTION L’invention a notamment pour but d’améliorer la précision de commande du couple ou de la force générée par un système d’actionnement. Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels : la est une représentation schématique d’un ensemble d’actionnement selon un premier mode de réalisation de l’invention ; la est une représentation schématique d’un premier tableau et un deuxième tableau de valeurs de couple de sortie de l’ensemble d’actionnement de la en fonction d’une intensité d’entrée ; la est une représentation schématique d’un diagramme de transfert de l’ensemble d’actionnement de la ; la est une représentation schématique d’un troisième tableau et un quatrième tableau de valeurs de couple de sortie de l’ensemble d’actionnement de la en fonction d’une intensité d’entrée corrigée ; la est une représentation schématique d’un deuxième réducteur à engrenage à onde de déformation selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ; la est une représentation schématique d’un banc d’essai ; la est une représentation schématique d’un cinquième tableau de valeurs de couple de sortie pour un premier sens de mouvement de la sortie d’un ensemble d’actionnement selon un deuxième mode de réalisation de l’invention en fonction d’une intensité d’entrée ; la est une représentation schématique d’un sixième tableau de valeurs de couple de sortie pour un deuxième sens de mouvement de la sortie d’un ensemble d’actionnement selon un deuxième mode de réalisation de l’invention en fonction d’une intensité d’entrée ; la est une représentation schématique d’un septième tableau de valeurs de première abscisse en fonction de la deuxième abscisse indirecte. Procédé de commande d’un ensemble d’actionnement (1) électrique comportant un contrôleur de courant (2) relié à un actionneur (10), l’actionneur (10) comprenant un moteur (11) couplé à un réducteur (12) ayant un rapport de réduction connu, l’ensemble d’actionnement (1) étant pourvu d’une sortie (13), le procédé comprenant les étapes suivantes : - appliquer une pluralité de premiers efforts de sortie connus sur la sortie (13) de l’ensemble d’actionnement et enregistrer à l’aide du contrôleur de courant (2) une pluralité de premières intensités d’entrée associées à appliquer en entrée de l’ensemble d’actionnement (1) pour obtenir un équilibre de l’ensemble d’actionnement (1) dans un premier sens de la sortie (13) ; - établir par interpolation une première fonction de caractéristique de l’ensemble d’actionnement (1) liant une intensité commandée en entrée de l’ensemble d’actionnement (1) et un effort obtenu en sortie de l’ensemble d’actionnement (1) ; - appliquer une pluralité de deuxièmes efforts de sortie connus sur la sortie (13) de l’ensemble d’actionnement (1) et enregistrer à l’aide du contrôleur de courant (2) une pluralité de deuxièmes intensités d’entrée associées à appliquer en entrée de l’ensemble d’actionnement (1) pour obtenir un équilibre de l’ensemble d’actionnement (1) dans un deuxième sens de de la sortie (13) opposé au premier sens; - établir par interpolation une deuxième fonction de caractéristique de l’ensemble d’actionnement (1) liant une intensité commandée en entrée de l’ensemble d’actionnement (1) et un effort obtenu en sortie (13) de l’ensemble d’actionnement (1) ; - établir à partir de la première fonction de caractéristique de l’ensemble d’actionnement (1), de la deuxième fonction de caractéristique de l’ensemble d’actionnement (1) d’une constante magnétique du moteur (11) et du rapport de réduction du réducteur (12), un coefficient de correction de commande ; -commander l’ensemble d’actionnement (1) en appliquant le coefficient de correction de commande. Procédé selon la revendication 1, dans lequel, la première fonction de caractéristique étant une fonction affine qui s’écrit sous la forme Csd(Ie)= a1*Ie +b1 Où : a1 et b1 sont des constantes déterminées par interpolation, Csd est l’effort obtenu en sortie de l’ensemble d’actionnement (1) pour un mouvement de la sortie (13) dans le premier sens, Ie est une intensité appliquée en entrée de l’ensemble d’actionnement (1), la deuxième fonction de caractéristique étant une fonction affine qui s’écrit sous la forme : Csi(Ie)= a2*Ie + b2 Où : a2 et b2 sont des constantes déterminées par interpolation, Csi est l‘effort obtenu en sortie de l’ensemble d’actionnement (1) pour une rotation de la sortie (13) dans le deuxième sens, Ie est une intensité appliquée en entrée de l’ensemble d’actionnement (1), l’étape d’établir un coefficient de correction de commande comprend le calcul du coefficient de correction comme suit : [Math 1] Où : B est un coefficient d’asymétrie qui se calcule comme suit : [Math 2] avec Rd : rendement théorique du réducteur lorsque la charge en sortie du réducteur est résistante ; Ri : rendement théorique du réducteur lorsque la charge en sortie du réducteur est motrice i est le rapport de réduction K est la constante électromagnétique est le coefficient de correction d’entrée de commande. Procédé selon la revendication 1, dans lequel, le premier réducteur (12) comprenant un engrenage à onde de déformation (30) défini par des premiers paramètres de construction qui comprennent une première forme de couronne extérieure déformable, un premier nombre de dents de couronne extérieure déformable, un premier profil de denture, un deuxième nombre de dents de couronne intérieure, le procédé comprend une étape préliminaire de calibrage comprenant les étapes suivantes : -sélectionner un deuxième réducteur (40) défini par des deuxièmes paramètres de construction identiques aux premiers paramètres de construction ; - établir une troisième fonction de caractéristique du deuxième réducteur (40) liant un effort appliqué en entrée du deuxième réducteur (40) et un effort obtenu en sortie du deuxième réducteur (40) pour un mouvement d’une sortie du deuxième réducteur (40) dans un troisième sens ; - établir une quatrième fonction de caractéristique du deuxième réducteur (40) liant un effort appliqué en entrée du deuxième réducteur (40) et un effort obtenu en sortie du deuxième réducteur (40) pour un mouvement d’une sortie du deuxième réducteur (40) dans un quatrième sens opposé au troisième sens ; - déterminer une pluralité de couples de valeurs tels que : x1-(1/i)*F3(x1)=F4(x2)-i*x2 dans lequel x1 est une première abscisse x2 est une deuxième abscisse i est le rapport de réduction F3(x1) est la troisième fonction de caractéristique ; F4(x2) est la quatrième fonction de caractéristique ; - interpoler une cinquième fonction de détermination de la deuxième abscisse en fonction de la première abscisse sous la forme d’une fonction polynomiale de degré 2 s’écrivant : x2= α*x1²+ β*x1 + γ, Où α, β et γ sont des constantes déterminées par interpolation, - la première fonction de caractéristique étant établie sous la forme d’une fonction polynomiale de degré 2 qui s’écrit sous la forme Csd(Ie)= a’1*Ie² + b’1*Ie + c’1 Où : a’1, b’1 et c’1 sont des constantes déterminées par interpolation ; Csd est l’effort obtenu en sortie de l’unité d’actionnement (1) pour un mouvement de la sortie du deuxième réducteur (40) dans le troisième sens, Ie est une intensité appliquée en entrée de l’actionneur, - la deuxième fonction de caractéristique étant établie sous la forme d’une fonction polynomiale de degré 2 qui s’écrit sous la forme Csi(Ie)= a’2*Ie² + b’2*Ie + c’2 Où : a’2, b’2 et c’2 sont des constantes déterminées par interpolation ; Csi est l’effort obtenu en sortie de l’unité d’actionnement (1) pour un mouvement de la sortie du deuxième réducteur (40) dans le quatrième sens, Ie est une intensité appliquée en entrée de l’actionneur, - l’étape d’établir un coefficient de correction de commande comprend une étape d’ajustement du coefficient de commande de manière à minimiser la somme des carrés des écarts entre la sixième et la septième fonction suivantes : Où : i est le rapport de réduction est le coefficient de correction d’entrée de commande. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’actionneur (10) est un actionneur à sortie (13) rotative. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l’actionneur (10) est un actionneur à sortie (13) linéaire.