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Projet Arduino: La Commande Incrémentale – Version 2 [TUTO]

Commande incrémentale - version améliorée - V2

Objectifs

  1. Savoir implémenter une boucle de régulation
  2. Savoir le principe de la Commande Incrémentale
  3. Savoir implémenter une moyenne glissante
  4. Savoir asservir un signal PWM

Applications

  1.  Asservissement de la vitesse
  2. Systèmes de régulation automatique
  3. Convertisseurs AC/DC, DC/AC, DC/DC, etc. Asservis
  4. Asservissement de la température, humidité, etc.
  5. Et, d’autres applications !

Principe de fonctionnement

schémas Commande incrémentale - version améliorée - V2

Nous avons abordé dans la V1 le concept et comment implémenter une commande incrémentale avec Arduino. Le point  fort d’une commande incrémentale est sa convergence assurée vers la consigne Quelle que soit la charge avec une erreur statique nulle. C’est une commande générique contrairement aux stratégies d’asservissement traditionnelles par correcteurs (P, PI, PID, etc.). En revanche, le temps de réponse est un peu long. La version actuelle permet d’améliorer la stabilité de la commande (réduction des ondulations autour de la consigne) et réduire le temps de réponse. Les améliorations, on était apportés en particulier au filtre moyenneur. L’idée consiste à garder en mémoire les valeurs moyennes calculées (les moyennes précédentes). La valeur filtrée actuelle sera donc la somme des valeurs moyennes précédentes et la valeur actuelle du port A0. Le reste du programme reste le même comme celui de la V1.

Voir la version #1 concernant  le fonctionnement.

Voir le tuto pour plus de détails techniques.

Programme complet

#define Out         9       
#define In          A0       
#define Consigne    2.5        // Tension de la consigne  
#define N           150        // Moyenne: valeur initiale (setup) 
#define NMoy        100        // Moyenne glissante (loop)   
#define Epsilon     1E-3       // Epsilon
#define StepCyc     1E-2       // Pas d'incrémentation du Rapport Cyclique / Cycle 


float   v_fil=0.0; 
float   v_fil_old=0.0; 
bool    LoopCyc=false; 
float   somme =0.0;
float   vin_volat=0.0; 
float   valMoy[NMoy];
int     Vin_A0=0; 
int     I=0; 
float   OutPWM=0; //Consigne*255.0/5.0; 


void setup() 
{
  // Pinout 
  pinMode(Out, OUTPUT);
  analogWrite(Out, 180); 

  // Calcul de la moyenne actuelle 
  for (int i=0; i<N; i++)
  {
    vin_volat=(float)analogRead(A0)*5.0/1023.0; 
    somme+=vin_volat; 
  }
  v_fil=(somme/(float)N);
  somme=0.0; 

  // Initialisation du tableau des VM 
  for (int i=0; i<NMoy; i++) valMoy[i]= v_fil; 

  // Affichage 
  Serial.begin(115200); 
}

void loop() 
{
  
  // 1. Lecture de l'entrée A0
  vin_volat=(float)analogRead(A0)*5.0/1023.0; 

  // 2. Filtrage: Calcul de la Moyenne Glissante 
  for (int i=0; i<NMoy; i++) somme+=valMoy[i]; 
  v_fil=(somme/(float)NMoy);
  somme=0.0; 

  // 3. Mise à jour du tableau des VM 
  valMoy[I]=(v_fil+vin_volat)/2.0;
  I++; I%=NMoy;
  
  /*4. Mise à jour de la commande */ 
  // 4.1: Consigne Atteinte 
  if (((v_fil>=Consigne -1.5*Epsilon) && (v_fil<=Consigne +1.5*Epsilon))) 
  {
    return; // Ne rien  faire!
  }

  // 4.2: Incrémentation  
  if ((v_fil<Consigne))  
  {
    OutPWM+=StepCyc; 
    if (OutPWM>=255.0) OutPWM-=StepCyc; 
  }
    
  // 4.3: Décrémentation  
  if ( (v_fil>Consigne))  
  {
    OutPWM-=StepCyc; 
    if (OutPWM<=0.0) OutPWM+=StepCyc; 
  } 

  //5. Génération de la commande PWM
  analogWrite(Out, (unsigned int)OutPWM); 
  v_fil_old= v_fil; 

  // 6. Affichage (Test Seulement)
  Serial.print(vin_volat);  
  Serial.print(","); 
  Serial.print(Consigne); 
  Serial.print(","); 
  Serial.print(v_fil); 
  Serial.print(","); 
  Serial.println(OutPWM*5.0/255.0); 

  /*
  LoopCyc=!LoopCyc; 
  Serial.println(LoopCyc); 
  */
}

On verra  prochainement la version améliorée du code. N’oublie pas de laisser un commentaire, ça nous encourage pour continuer  à partager des projets 🙂

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