Représentation par schéma-blocs fonctionnels
Pour représenter graphiquement la structure d'un système asservi, on utilise un schéma-blocs. Cette technique de représentation utilise quatre éléments de base :
le bloc (1) : le nom du système est en général le nom du composant (moteur, réducteur, roue...) ou bien encore l'opérateur mathématique associé à une fonction particulière (exemple : l'opérateur \(\int\) pour décrire une intégration lors du calcul de la position à partir de la vitesse). Une fois définie (chapitre III), nous utiliserons la fonction de transfert H(p) du système.
la flèche (2) qui représente la grandeur d'entrée ou de sortie d'un élément ; une entrée secondaire est possible, elle correspond en général à une perturbation. L'entrée est la cause, la sortie est l'effet.
le comparateur (ou soustracteur) (3) ou le sommateur (3').
le branchement (4) qui sert au prélèvement d'informations.
A partir de ces éléments de base, la structure schématique d'un asservissement peut donc être définie sous la forme suivante :
Définition : Vocabulaire associé
Transducteur (ou adaptateur) : composant électronique convertissant la grandeur consigne en une grandeur apte à être traitée par le soustracteur.
Erreur \(\varepsilon\) : différence entre la consigne d'entrée \(e\) et la réponse en sortie \(s\). Attention, cette différence n'a de sens que dans le cadre de grandeurs physiques comparables (mêmes unités).
Écart \(\epsilon\) : différenceentre la grandeur image de la consigne \(u_e\) et la grandeur image de la sortie \(u_s\). Cette différence est calculée par le comparateur.
Amplificateur : composant augmentant la puissance de manière à pouvoir alimenter la chaîne de puissance du système.
Correcteur : composant électronique réglable permettant d'améliorer et d'optimiser les 3 performances du système asservi (précision, rapidité, stabilité). L'étude des correcteurs est au programme de 2ème année de CPGE.
Chaîne directe (ou chaîne d'action) : ensemble des composants convertissant l’écart en sortie de comparateur en grandeur de sortie (amplificateur/correcteur +chaîne de puissance).
Chaîne de retour (ou chaîne d'acquisition) : ensemble de composants convertissant la grandeur sortie en une grandeur apte à être traitée par le comparateur. Souvent la chaîne de retour se réduit à un capteur.
Exemple : Régulateur de vitesse automobile
Attention : Chaine de retour
Un système asservi (ou asservissement) nécessite un capteur dans la chaine de retour. Il existe des systèmes qui sont physiquement et naturellement bouclés (moteur à courant continu, vérin, etc.). Leur modélisation sous forme de schéma-blocs fait apparaître un boucle de retour mais celle-ci ne correspond pas à un capteur. Dans ces conditions, on parle simplement de boucle fermée mais pas d'asservissement.
