Destiné principalement aux étudiants Techniciens Supérieurs et Elèves Ingénieurs, le simulateur E.R.S. peut aussi être utilisé à différents niveaux. Par des visualisations rapides et interactives il présente facilement les notions fondamentales de la régulation des systèmes. Structure de la boucle fermée, vitesse de consigne, erreur stationnaire et précision, correcteur P.I.D. , stabilité et son étude harmonique avec diagrammes de Nyquist et de Bode. Tous les paramètres sont modifiables et éventuellement adaptables à des valeurs réelles de petits moteurs.

Pour chacun des modules il existe deux versions :

• version 'Enseignant' : elle permet la modification des valeurs et la sauvegarde dans un fichier externe.
• version 'Elève' : les valeurs du hacheur et du moteur sont fixes ( soit les valeurs par défaut ou les valeurs sauvegardées dans la version 'Enseignant').

Le produit se compose de trois modules :

Module I : Principe de la régulation

Ce module pose les principes de la régulation en boucle fermée. Chacun des composants peut être étudié séparément. Il peut ensuite être placé sur la table de montage. La chaîne de commande est progressivement construite et étudiée à chaque étape.
Le programme proposent différentes possibilités comme :

• Calcul des transmittances.
• Fermeture de la boucle.
• Comparaison à vide, en charge.
• Vitesse de consigne, erreur stationnaire, précision. Actions sur les différents paramètres.
• Observations et mesures sur les graphes de la vitesse et de la tension de retour en fonction du temps (W=f(t) et Us=f(t)) .

Module II : Etude de la précision

Rappel des principes des correcteurs "intégral" et dérivé". Reprenant la même chaîne que celle construite dans le module I (Principe de le régulation) , l'utilisateur peut observer l'action de ces correcteurs, connectés en parallèle avec l'amplificateur proportionnel. L'étude peut être qualitative, ou bien elle peut accompagner une étude théorique sur le correcteur P.I parallèle (Présentée dans un document accompagnant le produit).

Il est possible d'interagir sur tous les paramètres:

• Consigne indicielle, consigne en rampe
• Enregistrement des périodes transitoires sur les deux graphes (vitesse et tension de retour)
• Choix entre deux tachymètres (Optique ou dynamo tachymétrique)

Module III : Etude de la stabilité

- sans contrôleur P.I.D. :
L'utilisateur retrouve la même chaîne pour étudier sa stabilité. Analyse harmonique sur la boucle ouverte: consigne à composante sinusoïdale (choix de l'amplitude et de la fréquence ) , choix du tachymètre, graphes de la consigne et de la tension de sortie, relevés de leurs amplitudes et de leur déphasage, construction des graphes de Nyquist ou de Bode, vérification des critères de stabilité par retour sur le fonctionnement de la boucle fermée.
Les diagrammes peuvent être obtenus rapidement. Les calculs sont alors effectués automatiquement sur la fonction mathématique de fonctionnement ou "manuellement" ; dans ce cas, pour chaque valeur de la fréquence de consigne l'utilisateur doit relever l'amplitude et le déphasage de la tension de retour fournis par le simulateur (travaillant selon la méthode d'Euler). La transmittance de la boucle ouverte est calculée, enregistrée, la courbe tracée par l'ordinateur. Cette possibilité constitue un exercice pédagogique extrêmement important.

- avec contrôleur P.I.D. :
L'étude de la stabilité s'effectue en présence du contrôleur P.I.D. L' analyse harmonique en boucle ouverte demande une modification du montage ainsi que de la consigne sinusoïdale afin de ne pas saturer à l'infini le "talon" du contrôleur intégral.

Avantages de la simulation :

Sans occulter le travail sur un montage réel , le simulateur permet de s’affranchir dans un premier temps de certains phénomènes d’intérêt secondaire (résistance interne du moteur, de la dynamo , commande du hacheur) pour mieux mettre en évidence l’essentiel du sujet étudié. Il est mis en œuvre rapidement. Les problèmes sont abordés séparément, progressivement. Des essais multiples peuvent être testés.

Une présentation du correcteur intégral (démonstration sans utilisation de la transformation de Laplace) est jointe au produit.

Voir les vidéos de présentation.