Publication :


Title:

Actionneurs hydrauliques – Conception

Authors: J.-C. Maré
Year: juin 2002
Edition : Article S7530, série Mesure et Régulation, Encyclopédie des Techniques de l'Ingénieur.
Nombre de pages : 18.

Abstract:
Lorsqu's’agit de développer une puissance mécanique sur une charge, l’ingénieur a le choix entre plusieurs technologies. D’un côté, les machines électriques, basées sur les principes de l’électromagnétisme, sont assez bien connues des automaticiens. Leur comportement peut être décrit par des modèles relativement simples et linéaires qui facilitent grandement la synthèse de la commande. Grâce au développement de l’électronique de puissance, les caractéristiques des actionneurs électriques sont sans cesse améliorées et tirent profit des possibilités de commutation des courants à haute fréquence. Comme les moteurs électriques développent en général de faibles efforts à vitesse élevée, il est la plupart du temps nécessaire de leur adjoindre un réducteur mécanique adaptant l’impédance du moteur à celle de la charge. Là aussi, les progrès relatifs aux matériaux et aux traitements de surface rendent la solution électromécanique attractive. De l’autre côté, les machines à fluide utilisent selon les cas la vitesse, la pression ou la chaleur du fluide comme vecteur d’énergie. En matière d’activation précise et dynamique de charges mécaniques, les machines hydrostatiques s’imposent : l’énergie est alors véhiculée par un liquide sous pression pour être transformée en énergie mécanique par un moteur ou un vérin hydraulique. La fonction de modulation d’énergie est réalisée par une interface électrohydraulique associée au transformateur précédent. La technologie des moteurs ou des vérins hydrauliques permet le plus souvent de s’affranchir du réducteur mécanique, ce qui rend possible un accouplement direct à la charge (« direct drive »). De plus, les actionneurs électrohydrauliques présentent des caractéristiques de puissance massique, de pouvoir d’accélération et de fiabilité très attractives. Malheureusement, de nombreuses non-linéarités affectent leur comportement qui souffre par ailleurs d’une stabilité naturelle médiocre. Si l’on ajoute la mauvaise connaissance de ces aspects, on comprend que la synthèse des actionneurs hydrauliques est délicate et encore souvent basée dans l’industrie sur l’utilisation d’un correcteur PID réglé a posteriori. C’est donc pour l’ingénieur ou le technicien sans connaissance particulière en hydraulique industrielle, que sera abordé le problème de la synthèse des actionneurs électrohydrauliques en vue de le doter : — de la connaissance phénoménologique minimale indispensable pour l’analyse et la compréhension des modèles de simulation fournis par les spécialistes ; — de modèles nécessaires à l’établissement d’un modèle de conduite pour le choix de la structure et le réglage de la commande ; — d’une méthodologie d’évaluation rapide des performances limites de l’actionneur ; — des structures de correcteurs usuelles qui peuvent être implémentées sur les cartes de contrôle-commande industrielles ; — de méthodes systématiques de réglage desdits correcteurs. L’organisation de cette présentation respecte globalement l’organisation de la conception : architecture, dimensionnement en puissance et conditionnement modal, modélisation dans un premier article [S 7 530] et commande dans un second article [S 7 531]. Devant l’étendue des applications, le choix a été porté sur le cas générique de l’ensemble vérin-servovalve à partir duquel les résultats sont facilement transposables. Les actionneurs tout ou rien, réservés à la commande séquentielle, ont été volontairement écartés. Enfin, la vision intégrateur (ou systémier) a été privilégiée au détriment de la vision d’équipementier pour mieux correspondre à la réalité de l’activité industrielle.

Bibtex citation :
@book{Mare2002,
Author={Mar\'e, J.-C.},
Title={Actionneurs hydrauliques – Conception},
Publisher={Article S7530, série Mesure et Régulation, Encyclopédie des Techniques de l'Ingénieur},
Year={2002}}


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